Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

植物 / 生殖 / 花粉 / 有糸分裂 / タペート細胞 / イメージング / シロイヌナズナ / 葯 / 細胞分裂 / 細胞質分裂 / 染色体倍加 / ライブイメージング / 減数分裂 / 花粉母細胞 / GFP / チューブリン / 細胞周期 / RFP

タペート細胞は葯壁の最内層を構成し、発達中の花粉が必要とするさまざまな物質を供給する哺育細胞である。この細胞の特徴は核を2個ずつ持つことである。我々はシロイヌナズナを用いたライブイメージングに取り組み、この二核化は葯内のタペート細胞で同調的に進行することを明らかにした。このとき前期前微小管束や隔膜形成体が正常に形成されておらず、これが有糸分裂は進行するのに細胞質分裂が起こらない原因であると推定した。一方、葯の発達後期では、タペート細胞はその崩壊に先立ってプロトプラスト化し、葯室内に潜り込むことがわかった。全ての花粉に均一にポレンコートを形成するのに寄与していると推定される。

不等分裂 / 減数分裂 / 卵母細胞 / 紡錘体 / 蛋白質キナーゼ / Mos / 極体 / タンパク質キナーゼ / MAPK / 細胞質分裂

卵減数分裂過程における極端な不等分裂が起こるしくみを明らかにするために、その重要な必要条件である紡錘体を細胞表層へアンカーする分子機構の解明を目指している。このような分子は、第一にMos-MAPキナーゼカスケード依存的にリン酸化されると予測される。第二に、このような分子は紡錘体近傍に存在している可能性が高い。そこで、本研究計画においては、これらの二つの条件を満たす蛋白質を探索し、紡錘体制御に関わる候補ととなる蛋白質をいくつか同定した。

卵成熟 / 成熟促進因子 / 付活 / 細胞質分裂 / 紡錘体 / 染色体運動 / アクチン / 減数分裂 / 卵成熟促進因子 / 人工受精 / カルシウム / 分裂装置 / 細胞分裂 / 核分裂 / 発生開始 / 細胞周期

1.卵成熟・発生開始の機構:
(1)Ca緩衝液やイノシトール三燐酸の細胞内注入により、マウスの未受精卵を付活させることができ、15μM以上の細胞内Ca濃度で、減数分裂が再開・完了することがわかった。
(2)成熟促進因子(MPF)は燐酸化で活性化されたタンパク質であるという説に否定的な結果を得た。ヒトデの成熟卵から成熟を誘起するmRNAを得た。これにはサイクリンと相同な塩基配列が存在した。
(3)カエル卵の減数分裂に伴うMPFの出現は卵核胞に依存しない。卵核胞のない卵でみられるMPFの出現は、表面収縮波の出現・卵の「かたさ」の上昇と同期した。
(4)人工付活の際にゼノパス卵で見られるCa波と同じものが、卵の受精の際にも検出された。
(5)人工付活ヒトデ卵の中心粒が紡錘体形成に関わるときの動きを調べた。
(6)細胞周期の開始に関わる卵前核の役割を示唆された。
2.染色体運動の機構:
(1)後期染色体運動にはATPが必要であることを、生細胞への顕微注射により確認した。
(2)染色体運動の原動力は、染色体に近接した半紡錘体中に局在することがわかった。
(3)誘導された半紡錘体についての観察から、中心体・星状体は、紡錘体形成には必要だが、後期染色体運動には必要でないことが示唆された。
3.細胞質分裂の機構:
(1)テトラヒメナのアクチン遺伝子を同定し、アクチンのアミノ酸配列を推定した。従来のアクチンとは75%相同で、生化学的性質も異なるが、生物学的機能は同一であった。
(2)両生類卵で分裂溝形成の準備が完了するのは、離層が表層に達した時であることがわかった。
(3)アクチン繊維に結合するウニ卵の調節タンパク(スペクトリン・20K蛋白・100K蛋白・255K蛋白・45K蛋白・デパクチン)の特性がわかった。分裂溝を単離し、その収縮を誘導することに成功した。
(4)分裂周期に伴うCa^<2+>の変化を調べた。

【研究連携者】
東山哲也	名古屋大学	大学院理学研究科	教授	(Kakenデータベース)

【研究協力者】
鈴木俊哉	名古屋大学	大学院生命農学研究科	研究員

【研究分担者】
浜口幸久	東京工業大学	理学部	助教授	(Kakenデータベース)
馬渕一誠	東京大学	教養学部	助教授	(Kakenデータベース)
平本幸男	放送大学	教授	(Kakenデータベース)
沢井毅	山形大学	教養部	教授	(Kakenデータベース)
片桐千明	北海道大学	理学部	教授	(Kakenデータベース)