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2017年01月10日
ショウジョウバエとマウスに共通して生殖細胞の形成に関わる遺伝子を発見 ~動物における生殖細胞形成の共通原理を明らかにする第一歩~

国立大学法人 筑波大学

大学共同利用機関法人自然科学研究機構 基礎生物学研究所

国立大学法人 北海道大学

学校法人 関西医科大学

国立研究開発法人 理化学研究所

 

 国立大学法人筑波大学 生命領域学際研究(TARA)センター 篠塚裕子研究員、林誠助教および小林悟教授は、基礎生物学研究所 重信秀治特任准教授、北海道大学 佐藤昌直助教、関西医科大学 伊藤誠二教授、理化学研究所バイオリソースセンター 杉本道彦 開発研究員(研究当時、現 熊本大学助教)、阿部訓也 チームリーダーと共同して、ショウジョウバエとマウスの生殖細胞の形成に、共通してovoと呼ばれる遺伝子が必要であることを明らかにしました。

 

 ショウジョウバエの産卵直後の卵の後端には「生殖質」と呼ばれる特殊な細胞質が分布しており、これを取り込んだ細胞が生殖細胞になります。一方、この細胞質を取り込まなかった細胞は、個体の体を作る体細胞注1)になります。これまで、生殖質には生殖細胞の形成に必須な遺伝子をオンに(活性化)する転写制御タンパク質が含まれていると考えられてきましたが、その実体は不明でした。

 今回、そのタンパク質がovo遺伝子から産生されるOvoタンパク質であること、そのタンパク質は生殖質を取り込んだ細胞の核の中に分布し、「生殖細胞でオンになる遺伝子」の活性化に関わるだけでなく、「体細胞でオンとなる遺伝子」を不活性化することも明らかになりました。すなわち、Ovoタンパク質は、遺伝子制御を通して、生殖質を取り込んだ細胞が生殖細胞になることを促すとともに、その細胞が体細胞になるのを妨げていると解釈できます。実際に、ショウジョウバエにおいて、Ovoタンパク質の働きを抑えると生殖細胞の形成が異常となります。さらに特筆すべきことは、系統的にショウジョウバエとは遠い関係にあるマウスにおいても、同様の構造を持つovo遺伝子(ovol2)の働きが生殖細胞の形成に必要であることを明らかにした点です。以上の成果は、多くの動物の生殖細胞形成に共通する遺伝子制御機構の存在を示唆しており、この研究が生殖細胞形成の共通原理を導く第一歩になると期待されます。

 本研究の成果は、2017年1月6日付「Scientific Reports」で公開されました。

*本研究は、科学研究費補助金 新学術領域研究 「配偶子産生制御」(研究期間:平成25~29年度)によって実施されました。

 

<研究成果のポイント>

1.   ショウジョウバエとマウスにおける生殖細胞の形成に、共通してovoと呼ばれる遺伝子が必要であることを明らかにしました。

2.   ovo遺伝子は、遺伝子のオン/オフを制御する転写制御タンパク質を産生することから、ショウジョウバエとマウスには、生殖細胞の形成に関わる共通の遺伝子制御機構が存在することが示唆されました。

3.   系統的に遠い関係にあるショウジョウバエとマウスに、共通の遺伝子制御機構が見出されたことにより、多くの動物の生殖細胞形成における共通原理が明らかになると期待されます。