■熊本大学発生医学研究所／パンフレット

P29-30

校正022023改訂

器官構築部門生 殖 発 生 分 野

G ermline Development

世代を超えて受け継がれる生殖細胞
生命の普遍の現象を見る

教授

中村輝

なかむらあきらakiran@kumamoto-u.ac.jp
Proﬁle筑波大学第二学群生物学類卒業。
同大学院生物科学研究科修了。
博士
（理学）
。
1993年、日本学術振興会・特別研究員（筑波大学）。
1995年、同・海外特別研究員（カナダ・マッギル大学）。
1997年、カナダMRC研究員。
1998年、筑波大学リサーチアソシエイト（日本学術振興会・未来開拓学術研究推進事業研究員）。
2000 〜2002年、筑波大学生物科学系・遺伝子実験センター・講師。
2002 〜 2012年、理化学研究所 発生・再生科学総合研究センター・チームリーダー。
2012年12月、熊本大学発生医学研究所教授。

References●Sano, H. et al. The polyol pathway is an evolutionarily conserved
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Commun. 12, 4818 (2021).
●Tanaka, T.et al. Receptor-mediated yolk uptake is required for oskar
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in the Drosophila oocyte. PLOS Biol. 19, e3001183 (2021).
●Kina, H.et al. Rapid and efficient generation of GFP-knocked-in
Drosophila by the CRISPR-Cas9-mediated genome editing.
Develop. Growth Differ. 61, 265-275 (2019).
●Hanyu-Nakamura, K.et al. Pgc suppresses the zygotically-acting
RNA decay pathway to protect germ plasm RNAs in the Drosophilaembryo. Development 146 dev.167056 (2019).

体 の 組 織や 器官になる体 細 胞に対し 、次 世 代をつくりだす 役 割をもち 、世 代を超えて受け継がれるのが 生 殖 細 胞。
中 村 輝 教 授は 、生物の進化にも深くかかわる
生命普遍の現 象に挑 んでいます。

卵や精子となる『究極の幹細胞』

前に生殖質が形成されます。卵巣の先端にある生殖幹細胞が分裂して卵細胞とそこに栄養を送るた

最強のモデル動物
ショウジョウバエ

私たちの体をつくるさまざまな細胞。大きくは、めの哺育細胞の集団を形成。哺育細胞で合成され中村教授がモデル生物として導入しているのが皮膚や筋肉、神経となる体細胞と、卵や精子になたさまざまな因子が卵母細胞に輸送され、局在すショウジョウバエ。
「学位を取得してから扱いだしる生殖細胞の2種類に分けられます。
「個体を維持ることで生殖質が形成されます」。

たのですが、モデル生物としては、マウスの数十倍し、生存に必須ですが個体の死とともに役割を終生殖質には、タンパク質だけでなくmRNAとしのスピードと数十分の一のコストで使える有用なえる体細胞に対し、次世代をつくりだすための生て局在しているものもあります。
「生殖質因子の一動物です」。また、ゲノムサイズがヒトの6%程度で殖細胞は世代を超えて受け継がれます」。私たち

つoskar は、mRNAが 卵 母 細 胞 後 極 に 局 在し、そあるにもかかわらず、ヒトとほとんど 変わらないの体は、生殖細胞の乗り物とも言えるのではない

こでタンパク質へと翻訳されます。そして、Oskar数の遺伝子も持っており、遺伝子から見るハエとか。生殖発生をテーマに研究を続ける中村輝教授

タンパク質がほかのタンパク質やRNAを呼び 寄ヒトには、外見ほどの違いはないと中村教授。
「ハはこう続けます。
「体を構成するすべての細胞は、せることで生殖質が形成されることが、国内外のエの研究でわかることは、人の健康科学にもつな卵と精子の受精によって生じるたった一つの受精研究からわかっています」。中村教授の研究チームがります」。

卵からつくりだされます。そのため、生 殖 細 胞はは、oskar mRNAの 輸 送 や 翻 訳 制 御 にかかわる中村教授が目指すのは、ショウジョウバエの生『究極の幹細胞』とも言えるでしょう」。卵や精子を新規因子の単離・同定とその分子機構の解明に取殖細胞研究を通した、生命の普遍的な現象を知る

つくる過程での還元（減数）分裂、遺伝情報の混合り組んでいます。

ことです。普遍性を知るには、ショウジョウバエはによってもたらされる子孫 への遺伝的多様性、そ中村教授のもう一つの研究テーマが、胚発生過史上最強の動物だと中村教授。現在、国内外の大して次世代に突然変異も伝えるなど、生物の進化程に おける生 殖 細 胞の 形成・分 化 です。
「ショウ学や研究施設とも積極的に共同研究も進めておにも深くかかわっているのが生 殖 細胞です。
「生ジョウバエでは胚の発 生で最初にできる極細胞り、「そ ういったコラ ボレ ーション だ け で なく、殖細胞の特質を明らかにし、生命現象の根幹的なが将来の生殖細胞です。この時期の胚内では、体ショウジョウバエ供給のハブとしても、ぜひ活用し制御プロセスや遺伝疾患の解明へと発展させるこ細胞への分化を誘導するさまざまなシグナルも行ていただきたいですね」と言います。とを目指し、研究を続けています」。

き交っており、その影響を受けず極細胞が生殖細「熊本は生活環境がいい。発生研も設備が整っ胞としての特質を維持するために、体細胞分化をているだけでなく、外部講師を呼んでのセミナー

促 進する遺伝 子の発現を抑制するメカニズムがの多さなど日本でも屈指の研究所ではないでしょ備わっています」。中村教授らは、極細胞の特質のうか」。事務や技術職員のサポート体制もすばらし維持に必須の因子の一つを突きとめ、その分子機いと中村教授。
「学生やポスドクで来る方も、研究構解明も進めています。に専念できる環 境が 整っています」と、太 鼓判を生殖細胞形成までの複雑なプロセスを見る動物の多くには、卵の中に生殖質という特殊な細胞質領域があり、この生殖質を取り込んだ細胞が生殖細胞として決定されることがわかっていま

ショウジョウバエの生殖細胞形成

生殖質形成における母性mRNAの局在と翻訳の時空間的制御
図2.生 殖 質 形 成 過 程 で は，オ ス カ ー(oskar) と呼ばれる因子が重 要な役 割を担います。oskar はmRNA(Aの赤色）の状態で卵母細胞後極に輸送され，局在後にタンパク質（Bの緑色）へと翻訳されます。すなわち，oskar はmRNAの細胞内輸送と連携した翻訳によって時空間的に制御されています。

形成直後の生殖細胞におけるゲノムワイドな転写抑制
図3.ショウジョウバエの生 殖 細胞では，胚 性 遺伝 子の発 現が一時的に抑制されています。図は胞胚期の胚の後極側を拡大したものです。青 色が 生 殖 細 胞，緑 が核 膜を染 色しています。この 時 期，活 性型RNAポリメラーゼⅡ（赤色）は，体細胞核でのみシグナルが観察されます。
図1.ショウジョウバエの卵は卵巣の先端に存在する生殖幹細胞に由来します。卵母細胞の後極には，様々なRNAやタンパク質が集積し生殖質と呼ばれる特殊な細胞質領域が作られます。受精卵が発生を開始すると，生殖質を取り込んだ細胞のみが始原生殖細胞へと分化し，次の世代を作り出す能力を維持します。

押してくれました。

す。
「ショウジョウバエでは、卵が産み落とされる

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