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減数分裂（meiosis）とは、我々ヒトを含む真核生物の始源生殖細胞が分化して配偶子（精子または卵子）になる際に特異的な細胞分裂様式である。減数分裂は我々ヒトのような高等真核生物から酵母のような単細胞真核生物まで進化的に保存された、最も根元的な生命現象の一つと言える。それにもかかわらず減数分裂の分子的なメカニズムには不明な点が数多く残されている。
減数分裂のプロセスは、一回のDNA合成(減数分裂前DNA合成 )と連続した二回の染色体の分離( 減数第一、第二分裂 )からなる。減数分裂は高頻度の遺伝子組換えを伴い、真核生物に遺伝子レベルでの多様性をもたらす要因となっている。
本グループでは、減数分裂を制御する機構を解明するために、モデル生物として分裂酵母Schizosaccharomyces pombeを用いた研究を行っている。全生物の細胞の増殖時には、まずゲノム（染色体）が複製されて２倍になり、次に細胞が２つに分裂することによって細胞が倍加する（これを体細胞分裂と呼ぶ）。分裂酵母は栄養が豊富な環境では３から４時間当たり一回の体細胞分裂によって増殖するが、栄養が枯渇すると体細胞分裂を停止して減数分裂を行い、胞子を形成する。この胞子は高等真核生物の配偶子と見なすことができる。すなわち、単細胞生物である分裂酵母を解析することにより、我々ヒトまでを含めた全ての真核生物の減数分裂に共通する分子的基盤を明らかにできると考えられる。
減数分裂の開始と進行を司るRNA結合タンパク質Mei2p
分裂酵母における減数分裂の開始は周囲の栄養状態と細胞の倍数性という二つの要因によって規定されている。これら二つの情報はcAMPカスケードやRas-MAPキナーゼカスケードを介して最終的にPat1キナーゼの活性に置き換えられる。体細胞分裂により増殖する際はPat1pが活性を持つことで減数分裂は抑制されているが、Pat1pが不活性化された細胞は増殖を停止して減数分裂を開始してしまう。我々はPat1キナーゼの標的としてRNA結合タンパク質Mei2pを同定した。Pat1pによるリン酸化を受けない変異型Mei2pを発現すると分裂酵母は倍数性、栄養状態を無視して直ちに減数分裂を開始してしまう。すなわち、分裂酵母においては体細胞周期と減数分裂のという二つの分裂様式の切り替えを、単一のRNA結合タンパク質Mei2pが担っている。Mei2pは体細胞分裂から減数分裂への切り替えのみならず、減数分裂の進行においても必須の働きをしている。我々のグループは、Mei2タンパク質の局在、活性の制御について多くの知見を得てきた。しかし、Mei2pが具体的にどのような機能をもつのかという点に関しては未だ多くの謎が残っている。我々はMei2タンパク質の機能解明を目指し、様々な手法で解析を行っている。
参考
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