Faculty of Medicine未受精卵が単為発生を開始する仕組みを解明！

研究のハイライト

概要

精子による刺激や侵入なしに卵が発生することを単為発生と呼びます。このような未受精卵から発生が始まる仕組みは長年不明でした。筆者と松田宗男名誉教授らは、ナショナルバイオリソースプロジェクト・ショウジョウバエ（杏林大学課題管理者・粟崎健教授）の協力のもと、ショウジョウバエのメスだけで継代できるユニークな系統を用いて、未受精卵から個体が発生する仕組みを新たに発見しました。

多くの動物はメスとオスが交配して繁殖します。このように有性生殖により次世代をつくる動物では、未受精卵が単為発生を始めることを防ぐ機構が発達しています。そのためヒトを含む哺乳類では、繁殖は有性生殖に限られています。しかし単為生殖による繁殖が、ショウジョウバエを含むさまざまな動物の有性生殖の進化の過程で出現しています。

有性生殖では、卵と精子に由来する合計2セットの染色体をもつ受精卵から発生が始まります。一方、卵由来の1セットの染色体しかもたない未受精卵では通常、発生は始まりません。本研究では、単為発生が起こるショウジョウバエ系統を用いて、未受精卵がどのようにして生存に必須な2セットの染色体をもつ胚になるのか解析しました。その結果、まず1回目の卵割により染色体を2倍に増やし、次の卵割でそれら2セットの染色体を融合して生存に必須な染色体数を確保していることが分かりました。本研究により、動物の繁殖戦略の細胞学的理解が深まりました。

すべての動物に共通して、胚発生の開始には、卵に蓄積されているRNAとタンパク質が利用されます。著者らは今後、このような母性因子に注目して研究を進め、有性生殖から単為生殖への変換のスイッチとしてはたらく遺伝子を特定したいと考えています。

本研究は、科学研究費助成事業の支援のもと、京都工芸繊維大学との共同研究により実施されました。

掲載論文

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