マウス卵における第二極体放出の確実性を支える仕組みを理解する。

本研究では、独自のライブイメージング法を確立することにより、マウス受精卵の第二極体放出過程における紡錘体の回転運動を解析してきた。そして、卵の中央へ向かう紡錘体の回転方向は、カルシウム振動により周期的に細胞膜側へ逆転することを発見した。最終年度となる今年度は、紡錘体の回転運動に周期性が生じるしくみと、小さな極体形成に重要である紡錘体の細胞膜直下の局在維持機構について、紡錘体の動態や細胞内局在に関与するとされる細胞質流動に着目して解析を行なった。細胞質流動の向きや速度を粒子画像流速測定法により測定すると、減数第二分裂後期では、紡錘体から卵の中央へ向かっていた細胞質流動が、カルシウム振動のカルシウムピーク時に一過的に紡錘体側へ向かう方向へと逆転することで、紡錘体の回転運動に周期性が生まれることが明らかとなった。また、ミオシンIIの阻害実験やF-アクチンの輝度変化の解析結果から、細胞膜直下において紡錘体近傍とそれ以外の領域でアシンメトリーに局在するアクトミオシンが、カルシウムピーク時に収縮することで、紡錘体側に向かう細胞質流動が生じることを見出した。さらに、カルシウム振動の頻度が極端に少ない条件では、大きな第二極体を形成する卵の割合が増加した。これらの結果から、カルシウム振動依存的な細胞質流動の逆転が紡錘体の細胞膜直下の局在維持を保証することで、小さな第二極体形成を確実にすると結論づけた。

本研究では、独自のライブイメージング法を確立することにより、マウス受精卵の第二極体放出過程における紡錘体の回転運動を解析してきた。そして、卵の中央へ向かう紡錘体の回転方向は、カルシウム振動により周期的に細胞膜側へ逆転することを発見した。最終年度となる今年度は、紡錘体の回転運動に周期性が生じるしくみと、小さな極体形成に重要である紡錘体の細胞膜直下の局在維持機構について、紡錘体の動態や細胞内局在に関与するとされる細胞質流動に着目して解析を行なった。細胞質流動の向きや速度を粒子画像流速測定法により測定すると、減数第二分裂後期では、紡錘体から卵の中央へ向かっていた細胞質流動が、カルシウム振動のカルシウムピーク時に一過的に紡錘体側へ向かう方向へと逆転することで、紡錘体の回転運動に周期性が生まれることが明らかとなった。また、ミオシンIIの阻害実験やF-アクチンの輝度変化の解析結果から、細胞膜直下において紡錘体近傍とそれ以外の領域でアシンメトリーに局在するアクトミオシンが、カルシウムピーク時に収縮することで、紡錘体側に向かう細胞質流動が生じることを見出した。さらに、カルシウム振動の頻度が極端に少ない条件では、大きな第二極体を形成する卵の割合が増加した。これらの結果から、カルシウム振動依存的な細胞質流動の逆転が紡錘体の細胞膜直下の局在維持を保証することで、小さな第二極体形成を確実にすると結論づけた。