不妊の原因となる遺伝子

 不妊の原因となる遺伝子に関する研究(Ishiguro et al., 2020)が公表されました。日本語の解説記事もあります。全身の組織・器官では、通常は体細胞分裂と呼ばれる細胞分裂により延々と細胞の増殖が行なわれます。一方、卵巣や精巣では減数分裂と呼ばれる特殊な細胞分裂により卵子や精子が作り出されます。いずれも細胞分裂でありながら、体細胞分裂は、同じ染色体(遺伝情報)のコピーを倍加させてから均等に分裂することにより、元と同じ二つの細胞を作り出すのに対して、減数分裂は染色体の数が元の半分になることにより、母方・父型の遺伝情報だけを持つ卵子や精子を作り出します。卵巣や精巣では、はじめは通常通りの体細胞分裂により細胞増殖が行なわれ、ある一時期を境に減数分裂が行なわれます。しかし、体細胞分裂から減数分裂に切り替わるメカニズムの解明は長年の懸案とされ、その詳細は不明でした。また、減数分裂の制御は不妊症など生殖医療とも直結する重要な問題でありながら、世界的にも攻め倦んでいる課題でした。

 この研究は、生殖細胞が卵子や精子を作り出す過程で減数分裂がどのように起きているのか調べるために、精巣内に含まれるタンパク質を解析し、質量分析法を駆使した解析により、減数分裂のスイッチとして働く遺伝子を特定してマイオシン(Meiosin)と命名しました。このマイオシン遺伝子は、精巣や卵巣内で減数分裂が始まる直前の特定の時期にだけ活性化するという極めて珍しい性質を持っている、と明らかになりました。この研究は、ゲノム編集によりマウスの遺伝子を人為的に操作してマイオシン遺伝子の働きを阻害すると、オスもメスも不妊となることを明らかにしました。この研究はさらに、遺伝子破壊マウスの精巣・卵巣の詳細な解析により、マイオシン遺伝子が減数分裂の発動に必須の働きをしている、と解明しました。マイオシン遺伝子は精子・卵子を形成するための数百種類の遺伝子に一斉にスイッチを入れる司令塔の役割を果たしていました。ただ、マイオシン遺伝子が減数分裂開始の役割を担っている、と明らかになったものの、その詳細はまだ充分には解明されていない、とも指摘されています。

 これらの成果はマウスを用いて検証されましたが、マイオシン遺伝子はヒトにもある、と明らかになりました。ヒトに見られる不妊症は原因不明とされる症例が多い、と知られています。この研究の知見は、とくに卵子や精子の形成不全を示す不妊症の病態の解明に資するのではないか、と期待されます。また、ヒトでは加齢卵子における減数分裂の異常が流産やダウン症などの染色体異常を引き起こすエラーの原因になる、と知られています。近年の晩婚化傾向や高齢出産などの社会的背景からも、将来的には減数分裂のクオリティを担保する技術開発の応用へと発展することが期待されます。不妊の原因に関わる遺伝子と考えられるマイオシン遺伝子は、今後の生殖医療に一石を投じることになりそうです。また、進化的関連からも注目されます。


参考文献:
Ishiguro K. et al.(2020): MEIOSIN Directs the Switch from Mitosis to Meiosis in Mammalian Germ Cells. Developmental Cell, 52, 4, 429–445.E10.
https://doi.org/10.1016/j.devcel.2020.01.010