ミトコンドリアDNAの母性遺伝の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」の真偽追求と機構解明を目的とし,マウスを用いて研究を行っている.これまでの結果から,mtDNAの母性遺伝は初期発生の前核期で,精子ミトコンドリアが排除されることに起因し,同種間交雑においては厳密に母性遺伝することを明らかにした.本年度は,卵細胞質内に存在する精子ミトコンドリアに対する排除機構の時期特異性を含めた排除能力を明らかにするために,様々な発生段階の同種間交雑胚内へ異種精子の尾部を顕微注入し,発生後の外来精子mtDNAをPCR法により検出することで解析を行った.その結果,前核期および2細胞期胚の細胞質内へ注入した外来精子mtDNAが培養後に検出できなかったことから,排除機構は前核期特異的な機構ではないこと,さらに受精により侵入した単一精子にのみ働くものではないことを明らかにした.また,初期発生における精子ミトコンドリアの動態,すなわち排除機構の詳細を形態学的に明らかにするために,電子顕微鏡レベルでの観察を行っている.現在,透過型電子顕微鏡に供する試料の固定および包埋法を検討中である.さらに,母性遺伝機構を支配する遺伝子の検索を行うべく実験も計画・実行している.通常,遺伝子探索(遺伝子タイピング)の方法として代表的なものは亜種あるいは異種間交雑による3点法である.この方法に用いる材料は戻し交雑により得られたN_2の表現型が容易に確認できることが望ましい.このことは本研究における表現型,すなわち異種間交雑胚内に残存する精子ミトコンドリアの有無を容易に確認できることが必須条件となる.そこで,Green Fluorescent Proteinをレポータージーンとし,精子ミトコンドリアに発現させうるようなトランスジェニックマウスを作製中である.