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2015 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
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

北島 智也  国立研究開発法人理化学研究所, 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 / 染色体分配 / 減数分裂
研究実績の概要

本研究では、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た。まず、卵母細胞の細胞質量を自在に増減させ、減数第一分裂の過程をライブイメージングする系を確立した。得られた画像を三次元再構築し、紡錘体の体積および形状について定量的な解析を行ったところ、卵母細胞の細胞質量にほぼ比例して紡錘体体積が変化し、その形状は保たれることが分かった。このときの紡錘体サイズの変化は、核/細胞質の比率の変化や紡錘体から細胞表層までの距離よりもむしろ、主に細胞質量の変化によってもたらされていた。また、受精卵においても、細胞質量を変化させるとそれに応じて紡錘体体積が変化することを見出した。このことはこれまでの報告とは異なる結果であり、さらなる詳細な検討が必要である。さらに、細胞質量を変化させた際の紡錘体スケーリングにともない、卵母細胞の機能性が変化することを示唆するデータを得た。このことは、これまで指摘されてこなかった、細胞内スケーリングがもたらす細胞内機能へのネガティブな影響を示唆しているのかもしれない。これらの点についてさらに解析を進めることで、卵母細胞における細胞内スケーリングの生理的意義を総合的に理解する必要がある。また、本研究で確立した細胞融合の系を用い、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)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成26年度の研究で示したマウス卵母細胞における紡錘体スケーリングについて、平成27年度ではその背後にある分子機構を検討した。まず、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検討した。その結果、核/細胞質の比率よりもむしろ細胞質の量によって紡錘体サイズが大きく変化することを見出した。そこで、量依存的に紡錘体サイズを変化させる因子が細胞質に存在すると考え、そのような因子のスクリーニングを行った。また、細胞サイズによって変化する細胞内構造およびイベントは、紡錘体サイズのみではないことが示唆された。

今後の研究の推進方策

これまでの研究から、卵母細胞における紡錘体スケーリングの機構について一定の答えを得ることができた。さらに、紡錘体サイズ以外にも細胞サイズによって制御される細胞内構造とイベントを定量的に解析し、スケーリングの生理的意義を総合的に理解する必要がある。

次年度使用額が生じた理由

これまでの研究から、紡錘体スケーリングの分子機構について、一定の答えを得ることができた。さらに、その生理的意義について調べたところ、予想外にも、卵母細胞の細胞サイズによって制御される細胞内構造およびイベントは、紡錘体サイズのみではないことが示唆された。そこで、卵母細胞スケーリングの生理的意義を総合的に理解するために、次年度まで計画を延長して実験を行う必要があると判断した。

次年度使用額の使用計画

卵母細胞の細胞サイズを変化させたときの紡錘体の機能性についてより詳細な解析を行う。特に、紡錘体の安定性と正確な染色体分配を行う能力について検討を行う。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 6件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Super-resolution mapping of neuronal circuitry with an index optimized clearing agent.2016

    • 著者名/発表者名
      Ke, M.-T., Nakai, Y., Fujimoto, S., Takayama, R., Yoshida, S., Kitajima, T.S., Sato, M., and Imai, T.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 14 ページ: 2718-2732

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2016.02.057

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Inherent instability of correct kinetochore-microtubule attachments during meiosis I in oocytes.2015

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

      Developmental Cell

      巻: 33 ページ: 589-602

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2015.04.020

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 減数分裂における染色体分配の制御機構とエラー2015

    • 著者名/発表者名
      北島智也
    • 雑誌名

      細胞

      巻: 47 ページ: 17-20

  • [雑誌論文] 卵母細胞の染色体分配異常2015

    • 著者名/発表者名
      吉田周平・北島智也
    • 雑誌名

      細胞工学

      巻: 34 ページ: 1063-1066

  • [学会発表] 卵子の染色体数異常の原因~マウス卵母細胞のライブイメージングを用いた研究から2016

    • 著者名/発表者名
      北島智也
    • 学会等名
      日本A-PART学術講演会2016(招待講演)
    • 発表場所
      品川インターシティホール(東京)
    • 年月日
      2016-03-20 – 2016-03-20
    • 招待講演
  • [学会発表] Intrinsic and age-related sources of aneuploidy in eggs2016

    • 著者名/発表者名
      Kitajima, T.S.
    • 学会等名
      International Symposium on Epigenome Dynamics and Regulation in Germ Cells(招待講演)
    • 発表場所
      京都大学百周年時計台記念館(京都)
    • 年月日
      2016-02-18 – 2016-02-18
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Intrinsic and age-related sources of aneuploidy in eggs2015

    • 著者名/発表者名
      Kitajima, T.S.
    • 学会等名
      The 38th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan(招待講演)
    • 発表場所
      神戸国際会議場(神戸)
    • 年月日
      2015-12-03 – 2015-12-03
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 卵子における染色体数異常の内在的な原因と老化依存的な原因2015

    • 著者名/発表者名
      北島智也
    • 学会等名
      神戸大学重点研究チーム「資源動物のシグナル伝達制御に関する研究」ワークショップ「生殖細胞研究の最先端技術」(招待講演)
    • 発表場所
      神戸大学農学研究科(神戸)
    • 年月日
      2015-09-11 – 2015-09-11
    • 招待講演
  • [学会発表] Intrinsic and age-related sources of chromosome segregation errors in mouse oocytes2015

    • 著者名/発表者名
      Kitajima, T.S.
    • 学会等名
      Lecture at the Institute of Animal Physiology and Genetics AS CR (招待講演)
    • 発表場所
      Libechov (Czech Republic)
    • 年月日
      2015-09-04 – 2015-09-04
    • 国際学会 / 招待講演
  • [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(招待講演)
    • 発表場所
      Copenhagen (Denmark)
    • 年月日
      2015-05-21 – 2015-05-21
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 卵母細胞の分裂では微小管と染色体の接続が不安定

    • URL

      http://www.riken.jp/pr/press/2015/20150529_1/

  • [備考] 卵子の細胞分裂に見られる不安定性

    • URL

      http://www.cdb.riken.jp/news/2015/researches/0609_8071.html

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公開日: 2017-01-06  

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