同型配偶子接合から卵生殖に向けての雄性配偶子核のクロマチン凝縮の機構について

雄配子核染色质浓缩从同型配子到卵母细胞繁殖的机制

基本信息

批准号：
11874121
负责人：
本村泰三
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

藻類、特に褐藻類における有性生殖には同型配偶子接合、異型配偶子接合、そして卵生殖が観察できる。このことは動物や陸上植物と大きく異なり、同一系統群での有性生殖の種々のパターンを実験的かつ具体的な分子レベルにおいてに比較することが可能である利点を有する。本研究では同型配偶子接合においては雌雄配偶子の核内クロマチンの凝縮度に大きな違いが見られないのに対し、卵生殖での精子核は動物精子の場合と同様に極端なクロマチン凝縮が起こることに着目し、褐藻類の同型配偶子接合を行うワタモ・マツモの雌雄配偶子、卵生殖を行うウガノモク精子のそれぞれの核内クロマチンを構成する塩基性タンパク質であるヒストンについて電気泳動法(SDS-PAGE,AUT-PAGE)を中心に調査を行った。ワタモ・マツモの雌雄配偶子では構成ヒストンに差は見られなかった。つまり、コアヒストンとして明確な4種類のバンドとリンカーヒストンH1が観察できた。褐藻類では現在までヒストンタンパク質についての報告が皆無であるため、アミノ酸シークエンサーを用い、N-端側から20個程度のアミノ酸配列を決定し、従来より報告のある他生物とホモロジー検索を行い、これらコアヒストンがヒストンH2a,H2b,H3,H4であることを確認した。これに対しクロマチン凝縮が顕著であるウガノモク精子の場合、H2a,H2b,H3,H4の4種のコアヒストンが確認できたが、リンカーヒストンH1の移動度が異なることが明らかになった。マイクロコッカルヌクレアーゼによるクロマチン処理からワタモ・マツモの雌雄配偶子、ウガノモク精子の核内クロマチンは顕著な体細胞型ヌクレオソーム構造をとることが明らかになった。このことは、褐藻類の卵生殖における精子核内クロマチン凝縮は、動物精子で見られるヒストンからプロタミンへの置き換わりで誘導されていないことを意味している。むしろ、リンカーヒストンH1の違いがクロマチン凝縮を誘導している可能性を示唆している。

在藻类的有性繁殖中，可以观察到同质配子连接，异态配子连接和卵繁殖。这与动物和陆地植物有很大不同，并且有可能在实验和特定的分子水平上比较同一组的性繁殖模式。在这项研究中，女配子的核内染色质在同构配子的凝结中没有显着差异，而卵子繁殖中的精子核的发生方式与动物精子相同。我们研究了组成棕色藻类雌配子和uganomoku精子的核内染色质的基本蛋白质，这些蛋白质主要是卵子，主要是电泳（SDS-PAGE，自动页）。颅相和头骨的男配子之间的组成组蛋白没有差异。换句话说，观察到四个不同的核心组蛋白和接头组蛋白H1。由于迄今为止尚未就棕色藻类中的组蛋白蛋白质蛋白的报告提出任何报道，因此我们使用氨基酸序列蛋白从N端一侧确定约20个氨基酸的氨基酸序列，并与先前报道的其他生物进行了同源搜索，证实了这些核心组蛋白是组蛋白H2A，H2B，H2B，H2B，H3和H4。相比之下，就明显的染色质凝结的uganomoku精子而言，确认了四种类型的核心组蛋白H2a，H2b，H3和H4，但已揭示了接头组蛋白H1的迁移率不同。用微球菌核酸酶治疗染色质，表明上the和上the骨的雄性配子的核内染色质和上the骨精子，以及上the骨精子的染色质，具有突出的体细胞细胞型核小体结构。这意味着，在动物精子中发现的组蛋白替换为精蛋白，核内染色质凝结不会引起棕色藻类的OVA繁殖。相反，它表明接头组蛋白H1的差异可能诱导染色质凝结。