研究概要

RESEARCH 単細胞生物から多細胞生物への進化の鍵となった遺伝子の解明 I (不等分裂の分子機構の解明)

(北海道大学・藤田知道准 教授との共同研究:大学院生募集中)

単細胞生物は同じ種類の細胞しか作りません。多細胞生物はいろいろな種類の細胞を作ります。つまり、単細胞生物から多細胞生物への進化は、一つの細胞が異なった種類の細胞を作り出すこと、つまり、不等分裂を起こす仕組みの進化が重要だったと考えられます。

asymmetric cell division

プロトプラストは幹細胞と非幹細胞に分裂する(左図)。特定の遺伝子を過剰発現させると両細胞が非幹細胞になったり(右上)、両細胞が幹細胞になったり(右下)する。

従って、不等分裂の仕組みを明らかにできれば、多細胞生物進化の基本原理を明らかにできるのではないかと考えています。この仕組みを解明する材料として、我々はヒメツリガネゴケの原糸体から単離したプロトプラストを用いています。単離プロトプラストは不等分裂をして、幹細胞と非幹細胞(分化する細胞)に分裂します。現北大准教授の藤田知道 博士が助手として基生研にいたときに、当時の大学院生や研究員らとともに、ヒメツリガネゴケプロトプラストの不等分裂に関わる因子を探すため、約4000遺伝子の過剰発現実験をするという、並外れたパワーのいる実験によって、約50遺伝子が不等分裂に関与することを明らかにしました。現在、藤田 准教授が中心となって共同研究としてこれらの因子の機能解析を進めています。

Fujita, T., Nishiyama, T., Hiwatashi, Y. and Hasebe, M. 2003. Gene tagging, gene- and enhancer-trap systems, and full-length cDNA overexpression in Physcomitrella patens. p. 111-132. In New Frontiers in Bryology: Physiology, Molecular Biology & Applied Genomics (eds. by Wood, AJ., Oliver, MJ. and Cove, DJ.), Kluwer Academic Publishers, Netherlands.