Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

減数分裂 / 細胞周期 / MAPキナーゼ / Mos / 情報伝達 / p90Rsk / DNA複製 / prereplication complex / p90RSK / インターフェイス / 受精 / イトマキヒトデ / モジュール / カルシウム / 卵成熟

本研究では、受精のシグナルがMAPキナーゼ情報伝達系を経由してDNA複製開始につながる全経路を明らかにしようとした。そのストラテジーとしては情報のながれる上流からと下流からの両方向からこれらの接点にあたるところの分子の探索を行った。第一には情報伝達系からのシグナルの流れを下り、受精の信号を細胞周期の制御機構(この場合DNA複製の開始)を操作するためのシグナル転換装置(これをとよぶ)に迫ろうとするもので、第二には、これとは逆にDNA複製装置のについて、受精までの間にどのような状態でDNA複製開始が停止しているかを明らかとし、受精のシグナルが入ったあとに複製装置が起動するために必要な分子(この分子に制御に情報伝達系が連結されている可能性が高い)を同定しようとした。
その結果、第一の方法ではMAPキナーゼ情報伝達の下流にはp90Rskという蛋白質キナーゼが関与していることが明らかになり、第二のアプローチからは情報伝達のつながっているDNA複製装置の構成要素はCdc45という2重鎖DNAの巻き戻しとDNAポリメラーゼαの複製起点への導入に必要とされる蛋白質であるとことが明らかとなった。これらの結果によりインターフェイス分子の同定には至らなかったものの、DNA複製を制御するこれまでにしられていない新規のチェックポイントの解析の途を開いたものと考えられ、さらに、Cdc45とp90Rskのあいだをつめることにより、もう一歩で、いまだどの生物でも知られていない受精のシグナルがMAPキナーゼ情報伝達系を経由しDNA複製開始につながる全経路を解明できるところまで到達できた。

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)