減数分裂

山下 朗(生物化学専攻 助教)

細胞の分裂様式は,大きく体細胞分裂と減数分裂の二つに分けられる。減数分裂は,その名が示す通り,細胞あたりの染色体数を半減させる特殊な分裂様式である。還元分裂,成熟分裂とよばれることもある。減数分裂は,有性生殖に不可欠なプロセスであり,ヒトを含めた高等真核生物では精子や卵子などの生殖細胞を生み出すさいに行われる。世代を超えて遺伝情報を伝えていく上で欠かせないものであり,生命の連続性を保証する機構の中枢とみなすこともできよう。

生物学的観点からも,減数分裂はひじょうに興味深い点の多い過程である。DNA合成と核分裂を繰り返す体細胞分裂とは異なって,減数分裂過程では,一回のDNA合成後二回の連続した核分裂が行われ,その結果,細胞あたりの染色体数が体細胞と比べて半分に減少する。二回の分裂のうち一回目の分裂では,二回目の分裂や体細胞分裂とは違った特殊な染色体分配が行われる。また減数分裂過程では,体細胞分裂期に比べてひじょうに高い頻度で遺伝子の組み換えが起き,両親由来の遺伝情報を混合する受精と相まって,生物に遺伝子レベルでの多様性をもたらす源となっている。

では,細胞はどのような機構で体細胞分裂から減数分裂へと分裂様式を切り替えているのであろうか。また,いかなる分子の働きで体細胞分裂とは異なる特別な分裂サイクルを実行しているのであろうか。前者に関しては,減数分裂が行われる条件が生物種によって様々であるため,生物ごとに個別に情報が集められており,それらを総合的に検討していく必要がある。後者の減数分裂を制御する分子機構についても,生物種を超えた普遍的な機構が存在するのかという点を含めて,活発に研究がなされている。

減数分裂の研究を進めていく上で問題となるのは,実験材料の選択である。減数分裂を自由に誘導できる高等真核生物のモデル系が利用できない現在,カエルの卵などとならんで,酵母がこの分野の発展の一翼を担っている。われわれ生物化学専攻山本正幸教授の研究室では,分裂酵母を用いて,減数分裂を制御する機構に関して幅広く研究を進めている。三崎臨海実験所では吉田学講師によるカタユウレイボヤを用いた研究も行われている。