東京大学分子細胞生物学研究所などは、電気穿孔法によって生体マウスの生殖細胞内へ一過的に外来遺伝子を導入する方法を世界に先駆けて確立し、生きたマウスの生殖細胞内で蛍光タンパク質を発現させることにより染色体の運動を可視化することに成功し、減数分裂を制御する因子も発見した。

さらに、この研究で確立した方法を用いて、マウスの生殖細胞でも染色体のテロメアを起点とした染色体運動が起きていることを明らかにした。さらに、この生体観察技術を応用した結果、テロメアを起点とした染色体運動を直接制御するタンパク質TERB1を発見した。

分子レベルの詳しい解析から、TERB1は生殖細胞特有に染色体のテロメアに結合して、テロメアを核膜に繋げ、さらにそこにモータータンパク質を呼び込み、テロメアを起点とした染色体運動を作り出していることが明らかになった。

その他にも、TERB1遺伝子を欠損したマウスを作製して、その生殖細胞の振る舞いを観察した結果、この遺伝子欠損マウスでは、減数分裂に先立つテロメア主導の染色体の運動がほぼ完全に抑えられ、染色体の対合・組み換えが著しく阻害されていることが分かった。

すなわち、哺乳動物の生殖細胞においても、テロメアが先導する染色体の運動が染色体の対合の相手を見つけるために重要な役割をもっていることが明らかになった。さらに、この遺伝子欠損マウスでは、減数分裂が異常停止することで、卵子および精子の産生がまったく見られず、不妊の症状を示した。

この研究で発見されたTERB1タンパク質はヒトにも見つかっており、ヒトの不妊、あるいはダウン症といった減数分裂の異変に起因する先天性疾患の原因の解明に大いに役立つ可能性がある。また、本研究で確立された生殖細胞内への遺伝子導入法を応用して、不妊症のマウスにTERB1遺伝子を導入することにより、その症状を緩和する実験にも成功しており、将来的にはヒト不妊症患者に対する遺伝子治療技術へと発展する可能性も期待される。

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