－染色体分配の準備に潜む紡錘体内の空間差を発見－
農学研究院
三品 達平 助教
概要
理化学研究所（理研）生命機能科学研究センター染色体分配研究チームの北島智也チームディレクター、九州大学大学院農学研究院の三品達平助教（理研生命機能科学研究センター染色体分配研究チーム客員研究員）らの共同研究グループは、卵母細胞[1]の減数分裂[2]において、染色体の適切な分配に重要な役割を果たすモータータンパク質KIF11[3]の必要量が、紡錘体[4]内の位置によって異なることを発見しました。
本研究成果は、卵子[1]の染色体数異常の原因解明や、不妊症の診断・治療法の開発に向けた新たな知見を提供するものとして期待されます。
細胞分裂の際に染色体を均等に分配するために重要なのが、「紡錘体の二極化」と両極から伸びた微小管[5]が染色体に両方向から接続する「両方向性の確立」です。今回、共同研究グループは、紡錘体の二極化を駆動するKIF11の発現量を段階的に制御できるマウスモデルを用いて、卵母細胞における紡錘体形成と染色体の両方向性の確立過程を詳細に解析しました。その結果、KIF11の発現量が半分以下になると紡錘体の伸長が妨げられ、特に紡錘体内の外側に位置する染色体が両方向性を確立できなくなることが明らかになりました。また、紡錘体内の外側では染色体の動原体[6]と微小管との誤った接続が起こりやすく、KIF11がそれを補う役割を果たしていることも示されました。これらの結果から、染色体の両方向性の確立におけるKIF11の空間的な必要量の違いが初めて明らかになりました。
本研究は、科学雑誌『EMBO Reports』オンライン版（8月20日付：日本時間8月20日）に掲載されました。
補足説明
[1] 卵母細胞、卵子
雌由来の受精可能な生殖細胞である卵子の前駆細胞を卵母細胞と呼ぶ。卵母細胞は胎児期に形成され、長期の休眠期を経て排卵直前に卵子になる。
[2] 減数分裂
真核生物において配偶子を形成するために2回の分裂が連続して起こる、配偶子形成特異的な細胞分裂。本研究では、減数第一分裂を対象としている。
[3] モータータンパク質KIF11
細胞内でアデノシン三リン酸（ATP）の分解で生じる化学エネルギーなどを用いて、力学的な仕事をするタンパク質をモータータンパク質と総称する。KIF11は、キネシンスーパーファミリータンパク質（kinesin superfamily proteins、KIF）に属するモータータンパク質であり、細胞骨格である微小管の上を移動し細胞分裂に重要な働きをしている。
[4] 紡錘体
分裂期に形成される染色体を分配するための細胞内構造体。主に微小管（[5]参照）によって構成される。
[5] 微小管
微小管は、チューブリンと呼ばれるタンパク質が重合して環状構造の長い円筒を形成したもの。
[6] 動原体
染色体上に形成されるタンパク質複合体。染色体分配の際に、微小管が染色体を動かすための牽引部位となる。体細胞分裂では姉妹染色分体のそれぞれに動原体が一つずつ形成され、これらを姉妹動原体と呼ぶ。減数第一分裂では相同染色体のそれぞれに動原体が一つずつ形成され、これらを相同動原体と呼ぶ。
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