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2014 年度 実施状況報告書

卵母細胞特異的な紡錘体スケーリング

研究課題

研究課題/領域番号 26650072
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

北島 智也  独立行政法人理化学研究所, 多細胞システム形成研究センター, チームリーダー (00376641)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード紡錘体 / 卵母細胞 / 減数分裂
研究実績の概要

卵母細胞における紡錘体スケーリングの機構を解明することを目指し、計画通り平成26年度においては以下のことを行った。まず、卵母細胞の細胞質量を自在に増減できる系を確立した。細胞質量を減らすために、GV (Germinal vesicle)期にあるマウス卵母細胞の細胞質をマイクロピペットで定量的に吸引した。また、細胞質を増加させるために、GV期の卵母細胞と、GV核を除去した卵母細胞を電気融合させた。これら細胞質量を増減させた卵母細胞は、減数第一分裂をほぼ正常に進行することを確認した。次に、これら細胞質量を増減させた卵母細胞について、紡錘体の形状パラメーターを経時的に定量できる系を確立した。染色体マーカーH2B-mCherryと紡錘体マーカーEGFP-MAP4を顕微注入し、共焦点顕微鏡でライブイメージングを行った。得られた画像を三次元再構築し、紡錘体の体積、長軸の長さ、幅について、時間を追って測定した。その結果、二倍細胞質を持つ卵母細胞では紡錘体体積がほぼ2倍になり、半量細胞質を持つ卵母細胞では紡錘体体積がほぼ半分になることが明らかになった。この細胞質量と紡錘体体積の比例関係は、減数第一分裂を通してほぼ変わらなかった。紡錘体の長軸の長さと幅の比率は細胞質量に依存して変化しなかった。さらに、受精卵においても同様に細胞質量を変化させたところ、第一分裂における紡錘体の体積が変化した。この受精卵における観察結果はこれまでの報告とは異なるものであり、細胞質量を変化させるタイミングを検討することで新しい知見が得られる可能性が考えられた。また、本研究にて確立した卵母細胞の融合技術を用い、減数第一分裂と第二分裂の卵母細胞を融合させることで、動原体のリン酸化制御に第一分裂特異的な染色体の性質が関わることを示した(Yoshida et al, 2015 Dev Cell)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

平成26年度に予定したすべての計画を遂行し、かつ受精卵における紡錘体スケーリングについてこれまでの報告とは異なる予想外の結果が得られた。さらに、本研究によって確立された技術を用い、動原体のリン酸化制御に第一分裂特異的な染色体の性質が関わることを示した(Yoshida et al, 2015 Dev Cell)。

今後の研究の推進方策

卵母細胞の減数第一分裂における紡錘体スケーリングの機構について、複数の仮説を立てこれらを検証していく。核/細胞質の比率に応じて紡錘体サイズが変化する可能性について調べるため、2倍の核を持つ卵母細胞を作出し、減数第一分裂における紡錘体サイズを定量する。2倍の核を持つ卵母細胞で紡錘体サイズが減少した場合には、核内に紡錘体サイズを減少させる分子があると考え、その候補因子について解析する。2倍の核を持つ卵母細胞で紡錘体サイズが変化しなかった場合には、細胞表層から紡錘体サイズを抑制させる分子シグナルが存在すると考え、その候補分子について解析する。また、受精卵についても同様の実験を行う。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Meikin is a conserved regulator of meiosis-I-specific kinetochore function.2015

    • 著者名/発表者名
      Kim J, Ishiguro K, Nambu A, Akiyoshi B, Yokobayashi S, Kagami A, Ishiguro T, Pendas AM, Takeda N, Sakakibara Y, Kitajima TS, Tanno Y, Sakuno T, Watanabe Y.
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 517 ページ: 466-471

    • DOI

      10.1038/nature14097

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple requirements of PLK1 during mouse oocyte maturation.2015

    • 著者名/発表者名
      Solc P, Kitajima TS, Yoshida S, Brzakova A, Kaido M, Baran V, Mayer A, Samalova P, Motlik J, Ellenberg J.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 10 ページ: e0116783

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0116783

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Inherent instability of correct kinetochore-microtubule attachments during meiosis I in oocytes2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshida S, Kaido M, Kitajima TS.
    • 雑誌名

      Developmental Cell

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      in press

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 卵母細胞における染色体分配と老化によるエラー2014

    • 著者名/発表者名
      北島智也
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 32 ページ: 865-869

  • [雑誌論文] Nucleolus precursor body (NPB): a distinct structure in mammalian oocytes and zygotes.2014

    • 著者名/発表者名
      Kyogoku H, Kitajima TS, Miyano T.
    • 雑誌名

      Nucleus

      巻: 5 ページ: 493-498

    • DOI

      10.4161/19491034.2014.990858.

    • 査読あり
  • [学会発表] Intrinsic and age-related sources of chromosome segregation errors during meiosis I in oocytes2015

    • 著者名/発表者名
      Kitajima, T.S.
    • 学会等名
      EMBO Workshop - Dynamic kinetochore
    • 発表場所
      Copenhagen, Denmark
    • 年月日
      2015-05-18 – 2015-05-21
    • 招待講演
  • [学会発表] Major causes of age-related chromosome segregation errors at meiosis I in oocytes.2014

    • 著者名/発表者名
      Kitajima, T.S.
    • 学会等名
      International Microscopy Congress (IMC)
    • 発表場所
      Prague Congress Centre, Prague, Czech Republic
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-08
    • 招待講演
  • [学会発表] Major causes of age-related chromosome segregation errors at meiosis I in oocytes.2014

    • 著者名/発表者名
      Kitajima, T.S.
    • 学会等名
      World Congress of Reproductive Biology 2014
    • 発表場所
      Edinburgh International Conference Centre, Edinburgh, UK
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-04
    • 招待講演
  • [学会発表] Causes of age-related chromosome segregation errors in oocytes2014

    • 著者名/発表者名
      Kitajima, T, S
    • 学会等名
      第16回京都大学生命科学研究科シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学芝蘭会館 稲盛ホール、京都
    • 年月日
      2014-07-01 – 2014-07-01
    • 招待講演
  • [備考] 研究室Webページ

    • URL

      http://www.cdb.riken.jp/lcs/index.html

URL: 

公開日: 2016-05-27  

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