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ショウジョウバ工極細胞質内 mtJrRNAの由来
f吾・繍議令子・北村富一部・議藤啓太・斉藤浩光

関田益吉・小林，，，，

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asukichiOKADA SatoruKOBAYASHI ReikoA恥lIKURA TomiichiroKITA民1URA区eitaENDOandHiromitsuSAITO:Locationsi
nDrosophilaeggchambersandembryos

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苦 mtlr1
主N Ai
stransportedoutofmitochondriaや

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titute01BiologicalSciences，UnIlノersity0
1Tsukuba，Tsukuba，lbaraki305，
Japan

ショウジョウパエの生殖綴総決定陸子は、古くから卵後極の綴総量主である極縮施震に局在していると考えられてきた。しかし、われわれの研究により生殖継総決定因子は決して挙ーの冨子ではなく、最低 3種類の包子
Togashietal，1986)。その中の一つである極細胞形成因子はの働きが考えられることが明らかに示唆された (ミトコンドリアゲノムにコードされているリボソ…ム大型サブユニット RNA(mtlrRNA) であることを明らかにし (KobayashiandOkada，1989)、さらに mt1rRNAはミトコンドリア外に搬出された後、極細胞質特異的に存在する綴胞内小器官である緩類粒に局在することを示した (Kobayashietal.，1993)。
MtlrRNAが正常発生過程でいかに機能して極綴総形成をもたらすのか、その分子機様を明ら 7肘こするのがわ
れわれの研究の、ブールであるが、それ以外にも、明らかにしなければならない様々な喜主要な問題がある o その中の一つである、 mtlrRNAはいかにしてミトコンドリア外に運ばれるのかについては、まだ分子レベルでは全く不明であるが、最近の観察によって従来われわれが考えていたような単純なモデルでは説明できない事実が生じてきた。今在TII主主としてこの問題を取り上げて報告する。

1)従来のモデル、およびそれを支持する観察結来
MtlrRNAが様頼粒にのみ局在することが判明し、最初に提出したモデルは Mahowaldの細胞化学的方法による観察(1971)に基づいている ο 卵形成の終わりから受精直後までの問、極細胞質内でミトコンドリアと極頼粒とが接着している。そして、秘綴絞は蛋白質と RNAとを含むが、このうち RNA!
土、極穎粒がミトコンドリ
アから離れると減少を弱始し、主主総砲形成時以後緩穎粒;こは蛋白紫のみ治宝検出される。われわれはこの RNAが mtlrRNAであり、極穎粒とミトコンドリアが接議している問に、緩着部を還してミトコンドリアから綴穎粒に移行するのであろう、と考えたのである。
このモデルを支持するように見える観察結果が存在する O 電子顕微鏡レベルの insituハイブリダイぜイションで¥ミトコンドリアと極穎粒と治f接していると、その接着部分に mtlrRNAの存在を示すシグナルカf認められる。ミトコンドリアから離れた綴穎殺では mtlrRNAのシグナルは緩綴粒全体ではなく、表面の一部に燦られている。この観祭終采 i
土、上述のそデルでのみうまく説明できる。しかし、 mtlrRNAが輸送される時期については、卵形成の最後のステイジが主であると考えていたが、実際は受精後かなりの期間、すなわち数回の核分裂が起こる閉まで行われていることが明らかになった。

2)MtlrRNAのミトコンドリアからの搬出が起こる遼伝学的条件
会ftlr
RN
Aのミトコンドリア外への移送が行われるためには、緩郊形成に関わる還を伝子群 (posteriorgroupgenes) のうち、 nanosおよび pumilioを除く全ての遺伝子が正常に働くことが必要でLある (Dingetal.，1994)。
一方、 posteriorgroup遺伝子は、 J
懐細胞質の構成分子を極細胞質に集めるために働くもの、極細胞質をオーガナイズして腹部形成因子、極細胞形成因子 (mtlrRNA) の働きを可能にするもの、そして形成因子自体、の 3鮮に分けられる。このうち第 2i
書尽のグループの中でキーとなる働きをする遺伝子が oskarである o oskarmRNAの 3匂 TRを bicoidmRNAのものと交換することにより、 oskarmRNAを事告の前極に局在させることができる。このような妊では、前援にも極細胞が形成される (EphrusiiandLehmann，1992)。
このような駈の前極で、電子顕微鏡レベルの的 sltuハイブリダイぜイションを行い、前極にも極頼粒が存在し、*Abstracto
fp昌perread邑tthe30thAn
玲口議長feetin喜ofArt
註TopodanEmbryologicalSocIetyo
fJap
昌弘 June1994(Sugadaira Naga設。
).
3‑4，屯P
roc.Arthropod.Embl
下101.Soc.J
pn.(30) (J995)

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その極頼粒に mtlrRNAが局在していることを明らかに示すことができた。この実験結果は、 oskar遺伝子が腹部形成因子 (nanos遺伝子の産物)と共に、 mtlrRNAをミトコンドリアから搬出するために必要な遺伝子産物群を後極に配澄して働かせるために必婆な働きをすることを示している。さらに oskarの下位で働く tudor遺伝Bardsleyeta，.
l 1993) ことから、 mtlrRNAをミ子にコードされている奈白質がミトコンドリア内に存夜する (トコンドリアから運び、出すのに tudor蛋白質が何らかの役割を担っていると考えているが、まだ確証はない。

3)卵巣内に於けるミトコンドリア外 mtlrRNAの分布
卵形成初期、中期の卵室に対して insi
tuハイブリダイゼイション(光学顕微鏡レベル)を行，コたところ、初期から中期にかけて鴫育細胞の核毘辺に存在するいわゆるヌアージに mtlrRNAの存在を示す顕著なシグナルが認められた。卵形成中期においてはさらに卵細胞全域にわたってシグナルが検出された。そして、成熟卵形成後はシグナルは後極に局在するがあまり強くなく、産卵後このシグナルが増強されることが明らかになった。
この結果は、全くわれわれの予測に反しており、上述のモデルでは会く説明が不可能である。上述の観察結果から、卵形成後期から産卵後にかけて、ミトコンドリアから板頼粒に mtlrRNAが移送されるという現象が起こることは跨途いないと思われる。しかし、実際はこれ以外に、号車育総胞のヌアージにおいて{ここには極事長粒は存粧しないが、いくつかの posteriorgroup遺伝子笈物は存在する) mtlrRNAの搬出が行われることもまた事実であろう。今後の検討が待たれる。
4)極細胞において発現する遺伝子
表題と直接関係はないが、生主主総抱形成過程で起こる重要な現象として、われわれのグループの研究の一環であるので、以下に簡単に述べる。
a) PIZCJ子第 3 イントロンのスプライシング機嫌により mRNAがスプライスされる遺伝子として、スブライシングの特異'性を決める 20bpの塩基自己列を呂安にして、極細胞特異的に発現する遺伝子をクローニングした。
現在極細胞特異的に発現する遺伝子として、最も有力な候補を発見、解析中である ob)Spermatidless遺伝子。精子形成過程で、 spermatogoni
昌が減数分裂を行い spermatidとなるために働きがうg，要な遺伝子を、 P因子挿入突然変異法によりクローニングした。現在解析が進んでいる。
引用文献

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，K.McDonaldandE.Boswell(1993) Development，119，207‑
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Kobayashi，S.，R.AmikuraandM.Okada (1993)Science，260，1521…1524.
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Togashi，S.，S.KobayashiandM.Okada (1986) Dev.Bio，.
l1
18，3
52
‑
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