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減数分裂の進行にはTdrd3タンパク質が必須!不妊の原因解明や新たな生殖医療の開発に期待

図:Tdrd3が分解された卵母細胞は,減数第二分裂に入らずに前核様の構造を形成する(下)

【ポイント】

  • 哺乳類の卵母細胞において,減数分裂の第二分裂の進行に必須のタンパク質を発見。
  • 必須のタンパク質Tdrd3は,卵母細胞が持つ不活性なmRNAを第一分裂終了時に初めて活性化。
  • 動物が半数体の卵を形成し,子孫を残すためのメカニズムの解明に期待。

【概要】

北海道大学大学院理学研究院の小谷友也准教授らの研究グループは,卵母細胞において,減数分裂の進行に必須のタンパク質を発見し,半数体の卵を形成させる新規の分子機構を明らかにしました。

有性生殖を行うすべての動物において,卵母細胞が減数分裂を進行し染色体の数を半減させることは子孫を残すために必要な現象です。この過程がどのように進行していくかは古くから観察されてきましたが,どのような仕組みで進行するかは多くがわかっていません。

本研究では,減数分裂の第一分裂が終了したのちに第二分裂を進行させる新たな仕組みを見出しました。初めに,マウス卵母細胞にTdrd3と呼ばれるタンパク質が発現していること,このタンパク質はEmi2タンパク質をコードするmRNAに直接結合することを明らかにしました。Tdrd3を人工的に分解すると減数第一分裂は正常に進むものの卵母細胞は第二分裂に入ることができず,前核様の構造を形成しました。Tdrd3は第一分裂終了時にEmi2 mRNAの翻訳を活性化し,合成されたEmi2タンパク質は第二分裂を正常に進行させると結論されました。Emi2 mRNAの翻訳を阻害すると,卵母細胞は第二分裂に入れないだけでなく単為発生の反応を始めます。反対にEmi2タンパク質を第一分裂で合成すると減数分裂は第一分裂で止まってしまいます。Tdrd3は,Emi2 mRNAを正しいタイミング(第一分裂終了時)に活性化(翻訳)するために働くと考えられます。

本研究の成果は,動物が半数体の卵を形成し,子孫を残すメカニズムの解明に貢献するとともに,不妊の原因解明や新たな生殖医療の開発へ発展することが期待されます。

 

なお,本研究成果は,2021年6月12日(土)公開のCurrent Research in Cell Biology誌に掲載されました。

詳細はプレスリリースをご覧ください。

小谷友也准教授による解説はこちら