受精卵が成長する過程で、DNAを納める細胞核が一時的に軟らかくなる現象を実験で証明しました。
図：サイソクニュース作成
要約版：専門用語を控えて説明しています
受精卵が1回分裂した「2細胞期」に、軟らかく変形しやすい核が作られることがわかりました。この時期に核が軟らかくなることは、多くの遺伝子を働かせるために必要でした。研究グループは、極細のガラス管を使い、生きたマウスの初期胚で核の性質を直接測ったとしています。
核が軟らかくなるには、細胞内の不要な成分を分解する仕組み「オートファジー」の因子LC3（たんぱく質の一種）が関わります。核の構造を支える「ラミンB1」というたんぱく質が、LC3を介して核の膜から取り除かれることが必要だと示されました。
今回調べたのはマウスの初期胚です。ヒトの受精卵で同じ仕組みが働くかどうか、医療に応用できるかどうかは、資料に記載がありません。研究グループは、詳しい分子の仕組みを明らかにすることに期待を寄せています。
マウスの受精卵が最初の細胞分裂を終えた後、発生に必要な遺伝子が大規模に活性化します。この過程で、DNAを格納する「細胞核」自体の軟らかさが重要な役割を果たすことが、実験で示されました。初期胚の発生を支える基礎的な仕組みの解明につながる成果です。
研究グループは、情報・システム研究機構 国立遺伝学研究所の田中真仁助教や島本勇太准教授、九州大学の宮本圭教授らによる共同研究グループです。独自に開発した極細ガラス管（ナノキャピラリー）を用いて、生きたマウス初期胚の中で核を捉え、その物性を直接測定しました。
その結果、受精卵が1回分裂した「2細胞期」に、軟らかく、可塑的に変形した核が作られることを発見しました。この時期に核が軟らかくなることは、大規模な遺伝子の活性化を促すために必要でした。
核がこの特殊な性質を獲得するには、細胞内の不要な成分を分解する仕組み「オートファジー」の因子であるLC3が関わります。核の構造を支えるたんぱく質「ラミンB1」が、LC3を介して核膜から除去されることが必要だと示されました。
核が軟らかくなることは、発生に不可欠な遺伝子が働き始める「胚性ゲノム活性化（ZGA；Zygotic Gene Activation）」を促します。研究グループは高解像の顕微鏡を使い、遺伝子の核内での位置が核の軟らかさによって変化することも示しました。
さらに、核の硬さを人工的に制御できる新たな分子デバイスの開発にも成功しました。核の物理的な性質が遺伝子の働きの調節を担うことを示す成果です。
今回の研究で調べたのは、マウスの初期胚です。資料には、ヒトの受精卵で同じ仕組みが働くかや、医療に応用できるかについての記載はありません。
研究グループは、詳しい分子の仕組みを明らかにすることで、初期胚発生や細胞生物学の新たな研究領域が展開することを期待しています。
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