分野紹介
生殖発生分野
研究プロジェクト

 私たちの体は、多種多様な細胞から構成されています。例えば、60キログラムの成人では約60兆個、二百数十種類の細胞からできています。これらの細胞は体細胞と生殖細胞の2種類に大別されます。体細胞は、表皮や筋肉、神経といった個体の体をつくり、個体の生存に必須ですが、個体の寿命とともにその役割を終えて死滅する運命にあります。一方、生殖細胞は、個体の生存には必要ありませんが、親から子へと遺伝情報を伝達し、次世代の生命を生み出し得る唯一の細胞系列です。また、体を構成する全ての細胞は、卵と精子の受精により生じるたった1つの受精卵から作りだされます。そのため、生殖細胞は究極の幹細胞ともいえます。 

 

多くの動物では、卵の一部に生殖質とよばれる特殊な領域が存在していて、この生殖質を取り込んだ細胞が生殖細胞として決定されます。生殖質には特定の RNA やタンパク質が局在化しています。

しかし、生殖質がどのようにして形成・維持されているのか、さらには、生殖質がどのように生殖細胞の決定を制御しているのかはまだよく分かっていません。

 

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 私たちの研究室では、ショウジョウバエをモデル系として、生殖細胞の形成機構の解明を目指しています。ショウジョウバエはどこに家にでもいる、体長2~3ミリメートルほどのとても小さなハエです。ショウジョウバエは進化上はヒトと遠い関係にある生物です。

一方、ゲノムや遺伝子のレベルから見ると,ハエとヒトとはそれほど大きな違いがないことが分かっています。ですから、実験生物として優れたショウジョウバエを用いて得られた知識は、人間の健康科学・医科学研究にも貢献できると考えています。

 

ショウジョウバエの卵ができる過程を卵形成過程と呼びます。この間、生殖質の形成に必要な mRNA は卵母細胞の後端に運ばれて( A のピンク色)、後端に到達した mRNA からのみタンパク質が作られます( B の緑色)。
私たちは、生殖質形成に必要なタンパク質が何故ごく限られた場所でのみ作られるのか( mRNA の局在と翻訳制御 )、その仕組みを明らかにしようとしています。

 

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ショウジョウバエの卵の生殖質を電子顕微鏡で観察すると、極顆粒(生殖顆粒)と呼ばれる構造物を見ることができます。極顆粒は、直径 500 ナノメートル( 1/2000 ミリメートル)ほどの小さな構造体ですが、この中に将来生殖細胞を作るために必要な RNA やタンパク質が集合しています。私たちは、どのようにしてこのような RNA やタンパク質が集合して生殖顆粒が作られるのか( RNP 複合体の動態 )について研究しています。

 

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生殖質を取り込んだ細胞は極細胞(始原生殖細胞)として決定されます。しかし極細胞が形成される時期の胚内では、体細胞への分化を誘導する様々なシグナルが行き交っていて、極細胞もこれらのシグナルを受けてしまいます。そのため、極細胞には、体細胞分化を促進する遺伝子の発現を積極的に抑制して、 生殖細胞としての特質を維持するメカニズム が備わっています。私たちは、そのメカニズムを明らかにしようとしています。

 

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