■熊本大学発生医学研究所／パンフレット

P13-14

校正03

2023改訂

発生制御部門

染 色 体 制 御 分 野 Chromosome Biology

次世代をつくるステップ
減数分裂
生殖細胞に特異な現象の真理を追究

教授

石黒 啓一郎Proﬁle大 阪 府 和 泉市 出 身。
1995年 東 京 大 学 理 学 部 生 物 化 学 科 卒 業。
2000年 東京大学大学院理学系研究科博士課程修了, 博士（理学）。
2000年- Dana-Farber Cancer Institute/Harvard Medical
School日本学術振興会海外特別研究員。2005年- 東京大学分子細 胞 生 物 学 研 究 所 日 本 学 術 振 興 会 特 別 研 究 員を 経 て 助 教。
2014年- 慶 應 義 塾 大 学 医 学 部 シス テム 医 学 講 座 特 任 講 師。
2016年-2020年 独立准教授。
2021年 教授。

References●Tanno N. et al. : FBXO47 is essential for preventing the synaptonemal
complex from premature disassembly in mouse male meiosis. iScience
25 (4), 104008 (2022)●Tani N. et al. : Tandem immuno-purification of affinity-tagged proteins frommouse testis extracts for MS analysis. STAR Protocols 3(2), 10145 (2022)●Horisawa-Takada Y. et al. : Meiosis-specific ZFP541 repressor complex
promotes developmental progression of meiotic prophase towards completion
during mouse spermatogenesis. Nature Commun. 12, 3184: (2021)●Fujiwara Y. et al. : Meiotic cohesins mediate initial loading of HORMAD1
to the chromosomes and coordinate SC formation during meiotic
prophase. PLOS Genetics 16(9), e1009048. (2020)●Tanno N. et al. : Phosphorylation of the Anaphase Promoting Complex
activator FZR1/ CDH1 is required for Meiosis II entry in mouse male germcell. Scientific Reports10, 10094 (2020)●Takemoto K. et al. : Meiosis-specific C19orf57/4930432K21Rik/BRME1
modulates localization of RAD51 and DMC1 to DSBs in mouse meiotic
recombination. Cell Reports 31, 107686 (2020)●Ishiguro K. et al. : MEIOSIN directs the switch from mitosis to meiosis in
mammalian germ cells. Dev. Cell 52(4), 429-445(2020)●Kim J. #, Ishiguro K. # et al.: Meikin is a conserved regulator of meiosis-I-specifickinetochore function. Nature. 517, 466-471 (2015) (#: equally contributed)●Ishiguro K. et al.: Meiosis-specific cohesin mediates homolog recognitionin mouse spermatocytes. Genes Dev. 28, 594-607 (2014)

半減した染 色体を持つ卵と精 子が 受精して親とは違う特 性を持つ次 世 代が 生まれます。
生物の多様 性を生み 出す重 要な 減 数 分 裂の仕 組み解 明に挑み 続けるのが 石黒 啓 一 郎 教 授です。

換えが行われます。これは、次世代に父方と母方かないことに思い至ります。
「 減数分裂研究は未細 胞が 分 裂する時、分 裂した娘細 胞には 基 本両方の要素を持たせるための重 要な過程。DNA開拓の分野だと気づきました。私にも教科書に残的に親細胞と同じ46本の染 色体が存 在します。の配列を交換しあうことで、父も母も元気なのにせるものが発見できるかもしれないと思ったこと

この 体 細 胞 分 裂に対し、卵や 精 子 のもとになる病気の子どもが生まれるというリスクも負いますが、減 数 分 裂に 取り組むきっかけ です」。未 開 拓生殖細胞には染色体が半減する減数分裂というが、同じ動 物 でも熱 に強い、乾 燥に強いなど、危の分野には、不利なこともあります。資料や根 拠仕組みが存 在します。23本の染 色体を持つ卵と機的状 況で種が一気に滅んでしまわないためのがないため、「 生 殖 細 胞の成 長 のステージも、細精 子が 受 精 することで染 色 体 は46本 に なりま多様性を生むための大切な仕組みです」。そんなかい区別をすることが難しい。染色体に色を付けす。
「 次世代に伝わるための重 要なステップなの

二価染 色体の形成に欠かせないのがコヒーシンるための道具である抗体も、普通は購入することで、減数分裂は正確に行われる必要がある。その分子。1種類はすでに酵母などの研究でわかってができるんですが、生殖細胞で使うものは売られ分子メカニズムを明らかにすることが研究テーマいましたが、高等動物にコヒーシンが2種 類あるていなくて自分でつくるしかなかった。動物に免です」。減数分裂をテーマにするラボは少なく、まことを石黒教授らが突き止めました。

疫させて抗体を取るために血液を採 取する単純た、酵母などシンプルな生物を使っている場合がそして、もう一つの発見がセントロメア因子で労 働の 繰り返し。4年間くらいは 論 文も出せ ず、多いと石黒啓一郎教授。
「 減数分裂の異常がダウす。これを破壊した遺伝子改変マウスを解析した周囲からは『何をしているんだ』と冷 やかな目でン症などの先天性疾患の原因になるんです。私たところ、生 殖 細 胞なのに減 数分 裂をせず体 細 胞見られたこともありましたね」と苦笑いしつつ当

ちは研究をヒトの疾 患の解明にもつなげたいの分 裂をすることが 判明。さらに、セントロメア因時を振り返ります。

で、高等動物であるマウスの生殖細胞を使ってい子の破壊によって、均等に分かれるはずの染色体

しかし、そんな時間を過ごした石黒教授だからます。そこが、私 たちの 研 究のユニークなところがバラバラに分配されることがわかりました。
「ここそ、「 発 生学 や 生物 学は、実 験 で結 果を出す分ですね」と話してくれました。

れ が ダ ウン 症 の 原 因 に なりま す。ま た、流 産と野。だ から、諦 めずにコツコツと繰り返してい るなった 胎児の染 色体 検 査でもこのパターンがあと、結果が出せる可能性が 高まります。地 道にやることがわかっています」。このような 解 析はそれば 誰にでもチャンスがある学問です」。もちろれまで 高 等 動 物で行 われたことがなく、科 学 雑んそこには、知りたいという探 究 心と、真 理を解誌ネイチャーで大きく取り上げられました。

き明かす作 業が「好きでたまらない、という気持

世界初の発見コヒーシン分子とセントロメア因子
発生研着任以前からこの研究を続ける石黒教授。
「 ここ7、8年でわかった減数分裂に重要な因子の一つが、二価染 色体の形成に重 要な役 割を果 たしてい るコヒーシン分 子です」。父 方と母方

13実験で成果を出す分野だからこそ幅広くチャンスがある発生学由来の染 色体各１本ずつが合体したものが二価

もともと石黒 教 授は、体 細 胞 分 裂 をテーマに染 色体で、減 数分裂をする生 殖 細 胞内でだけ形研 究をしていました。しかしある時、減 数 分 裂にちは大 切です」と言います。
「 好きで研 究を続けていれば、引っ張り上げられるチャンスがやってきます。私がそうでしたから」。後に続く研究者たちへの言葉です。

体細胞分裂から減数分裂へのスイッチMEIOSINの発見

減数分裂に必須の役割を果たす新型コヒーシンの発見

RAD21L
REC8DNA1’2’1234563’4’5’6’7’7ap
sis

関する文献があまりなく、教科書にも古い記述しSyn成されます。
「 二価染色体の中では遺伝子の組み

けいいちろうishiguro@kumamoto-u.ac.jp

減 数 分 裂は、生 殖 細 胞にだけの 特異な現 象。

高等生物を使った減数分裂の解明
ヒトの疾患にも結び付けたい

いしぐろ

減数第一分裂に特異的な染色体分配制御因子
MEIKIN SYCP3中期

減数第一分裂

後期

野生型
REC8コヒーシン
動原体
紡錘体微小管MEIKIN CENP-CMeikin欠損
体細胞分裂様の染色体分配

助

教

講師

島田 龍 輝 しまだ りゅうき菊池 浩二 きくち こうじ

生殖細胞は次世代につながる重要で特徴的な細胞です。
どのようにしてその特徴的な機能を獲得するに至ったのか、遺伝子発現制御に着目して研究しています。最終的には体細胞から生殖細胞へ運命転換できるような条件、環境を見つけることを目標にしています。

生殖細胞が正確に分化して配偶子を生み出すためには、体細胞との相互作用が必須です。
その相互作用の場は体細胞の形態/配置により生み出されますが、その調節メカニズムや生殖細胞の分化のどの段階に関与するのかはよくわかっておりません。
私は体細胞の形態/配置を調節するメカニズムに着目し、生殖細胞の分化を正確に進める仕組みを解明します。

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