受精タイミング補正装置として働く減数分裂中期休止機構

2006 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 17370079
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 発生生物学
• 研究機関: お茶の水女子大学
• 研究代表者: 千葉 和義 お茶の水女子大学, サイエンス&エデュケーションセンター, 教授 (70222130)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• キーワード: MAPK / Na^+ / H^+エクスチェンジャ / ヒトデ卵 / MI pause / リン酸化 / 細胞内pH / 減数分裂 / 中期休止

研究概要

多くの動物の卵母細胞は、減数分裂の途中で細胞分裂を休止する。その休止時に、卵は受精に最適な細胞周期に到達する。もしもその時期以外で受精させると、発生が異常になる。すなわち減数分裂の休止は、正常発生を保証するための受精タイミング補正装置として役立っている。しかし、第1分裂中期(MI)休止における装置の詳細については、必ずしも明らかでなかった。本研究では、ヒトデ卵母細胞の休止が、卵巣内におけるMI休止と放卵されて約10分間継続するMI pauseの2種類存在することを明らかにした。MI休止は卵巣内における卵母細胞の細胞内pH(pHi)が7以下であることで実現され、一方MI pauseでは、放卵直後に活性化されるMAPK(ERK)と7〜7.3のpHiによって実現される。また放卵後、Na^+/H^+エクスチェンジャー(NHE)がMAPKカスケード依存的に活性化され、細胞内pHが上昇することでMI pauseが解除されることも明らかにした。さらに、大腸菌に発現させた野生型または突然変異型ヒトデNa^+/H^+エクスチェンジャーをヒトデ卵無細胞系に添加し、放射性ATPによるヒトデNHEへのリン酸化量を定量したところ、MAPKは直接リン酸化に働かないことが明らかになった。すなわちMAPKはp90RSKをリン酸化することで、活性化されたp90RSKがヒトデNHE C末の3アミノ酸(セリン)をリン酸化することで、NHE活性化に働くことが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Peroxidation of mineral oil used in droplet culture is detrimental to fertilization and embryo development (2007)
  • 著者名/発表者名: Otsuki, J.
  • 雑誌名: Fertil. Steril. 88 ページ: 741-743
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Lipofuscin bodies in human oocytes as an indicator of oocyte quality (2007)
  • 著者名/発表者名: Otsuki, J.
  • 雑誌名: J Assist Reprod Genet. 24 ページ: 263-270
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Peroxidation of mineral oil used in droplet culture is detrimental to fertilization and embryo development. (2007)
  • 著者名/発表者名: Otsuki, J., Nagai, Y., Chiba, K.
  • 雑誌名: Fertil. Steri. 88 ページ: 741-743
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Lipofuscin bodies in human oocytes as an indicator of oocyte quality. (2007)
  • 著者名/発表者名: Otsuki, J., Nagai, Y., Chiba, K.
  • 雑誌名: JAssist Reprod Genet. 24 ページ: 263-270
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Quantitative measurement of caspase-3 activity in a living starfish egg (2006)
  • 著者名/発表者名: Sakaue, M.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 350 ページ: 878-883
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Quantitative measurement of caspase-3 activity in a living starfish egg. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sakaue, M., Motoyama, Y., Yamamoto, K., Shiba, T., Teshima, T., Chiba K
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 350 ページ: 878-883
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Involvement of MAPK and intracellular pH in the duration of the MI pause of starfish oocytes after spawning
  • 著者名/発表者名: Usui, K.
  • 雑誌名: Dev. Growth Differ. (印刷中)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Involvement of MAPK and intracellular pH in the duration of the MI pause of starfish oocytes after spawning.
  • 著者名/発表者名: Usui, K., Hirohashi, N., Chiba, K.
  • 雑誌名: De Growth Differ. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より