マウス初期胚の核膜の変形とその生理機能の解析

核膜の変形が持つ胚発生における機能を明らかにするために、今年度は１）マウス初期胚の核膜の物性解析と２）核膜の変形を生み出す分子の同定を行い、核膜がいかなる物性を有し、またどのような力によって変形しているのかを調べた。さらに、３) 核膜変形操作を行い、人為的に核膜を変形させた後の胚発生を調べた。具体的な研究実績を以下に記述する。１）蛍光プローブで標識した核膜の胚発生に伴う形状変化を高解像ライブイメージングで観察した。その結果、２細胞期胚の核膜は大きく変形したり、その周辺の構造が乱れたりして、１と４細胞期胚の核膜とは異なる形状を示した。また、独自開発したガラスキャピラリー法を使って胚発生に伴う核膜の硬さと粘弾性の変化を測定した。その結果、２細胞期胚の核膜は１、４細胞期胚の核膜と比べて非常に柔らかく、また可塑的であることが分かった。２）次に核膜の変形に関与すると予想した候補分子を薬剤で阻害した２細胞期胚と未処理の２細胞期胚の核膜の変形量と比較して、核膜の変形を生み出す分子を調べた。その結果、２細胞期胚の核膜の変形に寄与する分子の１つを明らかにした。また１）の核膜の硬さ計測と薬剤阻害実験を組み合わせることで、２細胞期の核膜の軟化を制御する分子機構についても明らかにした。３）さらに１）のキャピラリー法を使って１細胞期胚と２細胞期胚の核膜を人為的に変形させて、その後の胚の発生を調べた。その結果、核膜を人為的に変形させた２細胞期胚では、１細胞期胚に比べて胚盤胞まで発生が進む割合が大幅に減少した。このことから2細胞期胚の核膜を人為的に変形させると胚発生に悪影響を及ぼすことが分かった。

核膜の変形が持つ胚発生における機能を明らかにするために、今年度は１）マウス初期胚の核膜の物性解析と２）核膜の変形を生み出す分子の同定を行い、核膜がいかなる物性を有し、またどのような力によって変形しているのかを調べた。さらに、３) 核膜変形操作を行い、人為的に核膜を変形させた後の胚発生を調べた。具体的な研究実績を以下に記述する。１）蛍光プローブで標識した核膜の胚発生に伴う形状変化を高解像ライブイメージングで観察した。その結果、２細胞期胚の核膜は大きく変形したり、その周辺の構造が乱れたりして、１と４細胞期胚の核膜とは異なる形状を示した。また、独自開発したガラスキャピラリー法を使って胚発生に伴う核膜の硬さと粘弾性の変化を測定した。その結果、２細胞期胚の核膜は１、４細胞期胚の核膜と比べて非常に柔らかく、また可塑的であることが分かった。２）次に核膜の変形に関与すると予想した候補分子を薬剤で阻害した２細胞期胚と未処理の２細胞期胚の核膜の変形量と比較して、核膜の変形を生み出す分子を調べた。その結果、２細胞期胚の核膜の変形に寄与する分子の１つを明らかにした。また１）の核膜の硬さ計測と薬剤阻害実験を組み合わせることで、２細胞期の核膜の軟化を制御する分子機構についても明らかにした。３）さらに１）のキャピラリー法を使って１細胞期胚と２細胞期胚の核膜を人為的に変形させて、その後の胚の発生を調べた。その結果、核膜を人為的に変形させた２細胞期胚では、１細胞期胚に比べて胚盤胞まで発生が進む割合が大幅に減少した。このことから2細胞期胚の核膜を人為的に変形させると胚発生に悪影響を及ぼすことが分かった。