マウスにおけるミトコンドリアDNAの母性遺伝機構に関する分子遺伝学的解析

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「ミトコンドリアDNA(mtDNA)の母性遺伝」の機構解明を目的とし,マウス初期胚・個体を材料に用いて解析を行ってきた.これまでにmtDNAは,初期発生過程(前核期から2細胞期)に卵細胞質内で生じる精子ミトコンドリアの排除現象に起因し,同種間交雑において厳密に母性遺伝すること(異種間交雑では精子mtDNAが約50%で伝達されること)を検証した.また,この排除過程を形態学的観察するために電子顕微鏡により観察を行い,ミトコンドリアの崩壊を確認した.本年度は精子ミトコンドリアに対する排除機構の詳細を探ることに重点をおき研究を行った.目的遂行のため,同種間交雑による初期胚内へ同種・異種精子尾部のみを顕微注入させ,発生後の外来精子mtDNAを検出可能とするような実験系を確立した.本方法により,異種の精子尾部を前核期および2細胞期胚内へ顕微注入した結果,培養後の胚から外来精子尾部mtDNAが検出できたものは,それぞれ10.0%,17.6%であった.また,同様に同種の精子尾部を前核期および2細胞期胚内へ顕微注入し場合,外来mtDNAが検出できたものは,それぞれ2.4%,2.9%であった.以上の結果より,排除機構は受精により進入した精子にのみ働くものではないこと,さらに前核期特異的な機構でないことが示唆された.しかしながら本実験の結果は,これまでに我々が報告した同種間交雑胚における精子mtDNAの伝達様式に関する知見と矛盾する.このことから,精子ミトコンドリアに対する排除の認識機構の解明を目的とし,さらなる追究を行うとともに,排除されうる精子ミトコンドリアの臨界量の検討,さらに排除機構が受精により引き起こされる現象なのか否かを解析している.