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 当研究室では、この棘皮動物の中のヒトデ類を材料に、主に卵成熟過程の研究をおこなっています。 卵成熟とは、何でしょうか?

 動物卵は減数分裂の途中(減数第一分裂前期)で一旦停止し、そこで成長します。成長しきった卵(卵母細胞)は普通そのままではまだ受精できません。なんらかの刺激(多くはホルモン)が引き金となって、減数分裂の残りを進めつつ、受精ができるように卵が変化します。この過程が卵成熟です。

卵成熟の2ステップメカニズム

(GSS: 生殖巣刺激物質、1-MeAde: 1-メチルアデニン、MPF: 卵成熟促進因子)

キヒトデ卵母細胞の卵核胞崩壊

 なぜヒトデをこの卵成熟過程の研究材料にするのかというと、ヒトデ類(ヒトデ綱)では、共通の卵成熟誘起ホルモン(=1-メチルアデニン, 1-MeAdeが同定されているからです(金谷ら、1969)。つまり、産卵期のヒトデの卵巣から卵母細胞を単離し、このホルモンをかけてやれば、卵母細胞はいっせいに卵成熟を開始(=減数分裂を再開)するわけです。天然の卵成熟誘起ホルモンが知られている動物は極めて稀で、前述の棘皮動物としてのメリットと合わせて、ヒトデ類は、卵成熟過程を研究する上で理想的な材料の1つであるといえます。卵成熟の理解は家畜の生産性向上をめざす上での基礎的なデータとなると考えます。

 このヒトデ卵成熟に関して、以下のような問題に、主に細胞工学的、形態学的な手法(さまざまな光学系による顕微鏡観察、マイクロインジェクションなどの顕微操作)で、取り組んでいます

ヒトデ類で見られる、減数第一分裂中期における一時的な休止期 (Metaphase Pause) の意義とその機構

卵成熟過程での、細胞骨格の動態の解析

卵核胞内に存在する、細胞質の周期的な「かたさ」の変化に必要な因子の探索

 卵は一個の細胞ですが、ただの細胞ではありません。一個体を造る可能性を秘めた特別の細胞です。この生殖細胞に隠された特別の「仕掛け」を、棘皮動物卵を通して明らかにしていきたいと考えています。


主な研究論文

Tei, J., Kani, S., Hanai, K., Miyaguchi, T. and Yamamoto, K. Formation of polar-body like structures induced in
polyspermic starfish oocytes that had been inseminated at the germinal vesicle stage.  Develop. Growth & Differ. 46(5), 439-447, 2004.

Ohta, E., Okada, H., Ohta, S., Kobayashi, M. , Kitagawa, I., Horiike, S., Takahashi, T., Hosoya, H., Yamamoto, K. and Ikegami, S.  Malformation of immature starfish oocytes by theonellapeptolide Ie, a tridecapeptide lactone from a marine sponge Petrosia sp. through disturbance of cortical F-actin. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 67(9), 1908-1915, 2003.

Yamamoto, K. A metaphase pause: hormone-induced maturation progresses through a long pause at the first meiotic metaphase in oocytes of the starfish, Pisaster ochraceus. Dev. Growth Differ 39, 763-772, 1997.

Nemoto, S., Yamamoto, K. & Hashimoto, N. : A nuclear extract, prepared from mass-isolated germinal vesicles, retains a factor able to sustain a cytoplasmic cycle of starfish oocytes.  Develop. Biol., 151: 485-490, 1992.

Yamamoto, K. & Nemoto, S. : Absence of species specificity of germinal vesicle factor required for the cytoplasmic cycle during meiotic division.  Develop. Growth & Differ., 32: 249-254, 1990.

Maruyama, Y. K. , Yamamoto, K. , Mita-Miyazawa, I. , Kominami, T. & Nemoto, S. : Manipulative methods for analyzing embryogenesis. (Review) . In "Methods in Cell Biology" Vol.27: 325-344, 1986. Academic Press, New York.

Yoneda, M. & Yamamoto, K. : Periodicity of cytoplasmic cycle in non-nucleate fragments of sea urchin and starfish eggs.  Develop. Growth & Differ., 27: 385-391, 1985.

Yamamoto, K. : Germinal vesicle contents are required for the cytoplasmic cycle during meiotic division of starfish oocytes.  Develop. Biol., 107: 213-219, 1985.

Yamamoto, K. & Yoneda, M. : Cytoplasmic cycle in meiotic division of starfish oocytes. Develop. Biol., 96: 166-172, 1983.