石黒啓一郎准教授のグループは、卵子や精子の形成に必要な染色体の減数分裂をコントロールする遺伝子を発見し、「MEIOSIN」(マイオーシン)と名付けました。これまで卵子や精子が作られる際の減数分裂を引き起こすメカニズムの詳細は明らかになっていなかったため、今後の不妊治療などの生殖医療の進展につながる可能性があります。Cell」から公表されました。MEIOSIN」(マイオーシン)と名付けて公表しました。MEIOSINは、からだ全体の組織・器官で通常行われる体細胞分裂から減数分裂への切り替えに働く司令塔の役割を果たすことを明らかにしました。MEIOSINに障害がおきると卵子や精子が作られず不妊となることを明らかにしました。呼ばれる細胞分裂によって延々と細胞の増殖が行われます。卵巣や精巣では「減数分裂」と呼ばれる特殊な細胞分裂が行われて卵子や精子が作り出されます。いずれも細胞分裂でありながら、体細胞分裂は同じ染色体(遺伝情報)を倍加させてからそのコピーを均等に分裂することにより元と同じ2つの細胞を作り出すのに対して、減数分裂は染色体の数が元の半分になることにより母方・父方の遺伝情報だけを持つ卵子や精子を作り出します(図1)。卵巣や精巣では、はじめは通常通りの体細胞分裂を行って細胞増殖が行われ、ある一時期を境に減数分裂が行われます。石黒啓一郎准教授のグループは、生殖細胞が卵子や精子を作り出す過程で減数分裂がどのように起きているのかを調べるために、卵巣と精巣内に含まれるタンパク質の解析を行いました。MEIOSIN」(マイオーシン)と命名しました。MEIOSINは、卵巣や精巣内で減数分裂が始まる直前の特定の時期にだけ活性化するという極めて珍しい性質を持っていることがわかりました。そこで、ゲノム編集*2によりマウスのMEIOSINの働きをなくすと、オスもメスも減数分裂が起こらなくなるため、卵子や精子がまったく作られず不妊となることが判明しました(図2)。MEIOSINは卵子・精子を形成するための数百種類の遺伝子に一斉にスイッチを入れる司令塔の役割を果たしていることを明らかにしました。メンデルに始まる遺伝現象の近代科学として1800年代後半には既に減数分裂の基になる様式が予見されていました。受精に先駆けて前もって染色体数を半分にしておくと仮定する減数分裂が、始めて観察されて100年以上の時が経過しています。今では生物学に携わる多くの学生や研究者が認識するもはや古典とも言える生物学の基本現象なのですが、MEIOSINは生物学における長年の謎を解き明かした空前の発見とも言えます。[展開]今回の成果はマウスを用いて検証されたものですが、MEIOSINはヒトにも存在することがわかりました。ヒトに見られる不妊症は原因が不明とされる症例が多いことが知られています。MEIOSINは、減数分裂の開始に必須の働きをしており、卵子や精子の形成に関わる重要な遺伝子であることから、今後の不妊治療などの生殖医療の進展につながる可能性があります。ヒトでは加齢卵子で減数分裂の異常が起こりやすく、流産やダウン症などの染色体異常を引き起こす原因となることが知られています。近年の晩婚化傾向や高齢出産などの社会的背景からも、将来的には減数分裂のクオリティを担保する技術開発の応用へと発展することが期待されます。卵子・精子の細胞分裂をコントロールできるようになれば、畜産業や水産業での生産向上や希少種の繁殖の補助にも役に立つことが期待されます。今回の研究によりMEIOSINが減数分裂のスイッチを入れ、それによって数百種類におよぶ精子・卵子の形成に関わる遺伝子が一斉に働くことがわかりましたが、それらの働きの詳細はまだ十分に解明されていません。今回研究を進める中で、さらに数百種類におよぶ遺伝子が機能未解明のまま眠っていることが判明しました。今後は卵子・精子の形成過程におけるこれらの遺伝子の働きを解明することにより、生殖医療に大いに貢献することが期待されます。洪実教授グループとの共同で行われました。インテグリティ、生殖サイクル、非ゲノム情報複製)および国際先端研究拠点とトランスオミックス事業の支援を受けて実施されました。田中耕一氏がこの技術の開発でノーベル化学賞を受賞したことでも知られる。*2:ゲノム編集:遺伝子のDNA配列を人為的に書き換えることのできる新手法。遺伝子を自在に編集できるため、マウス受精卵にこの操作を行うと、生まれてくる子世代で特定の遺伝子の働きを調べることができる。