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，尤其是褐藻的有性繁殖中，可以观察到同配子、异配子和卵配子。这与动物和陆地植物有很大不同，并且具有的优点是可以通过实验和在特定的分子水平上比较同一系统发育群体内的各种有性生殖模式。本研究中，在同质交配中，雄性和雌性配子之间的核染色质浓缩程度没有显着差异，而在卵子生殖精子细胞核中，会发生极端的染色质浓缩，与动物精子类似。，我们重点关注我们将使用电泳方法（SDS-PAGE，AUT）主要研究组蛋白，组蛋白是构成进行交配的三叶杨和松尾的雄性和雌性配子以及繁殖卵子的乌干森精子的核染色质的碱性蛋白质。 -页）。在三叶杨和松茂的雄性和雌性配子的组成组蛋白中没有观察到差异。换句话说，观察到四种不同类型的带，即核心组蛋白和连接组蛋白 H1。迄今为止，还没有关于褐藻中组蛋白的报道，因此我们使用氨基酸测序仪确定了从N端起约20个氨基酸的序列，并与之前报道的其他生物体进行了同源性搜索我们确认核心组蛋白是组蛋白 H2a、H2b、H3 和 H4。另一方面，在染色质浓缩显着的Uganomoku精子的情况下，确认了四种类型的核心组蛋白H2a、H2b、H3和H4，但很明显连接组蛋白H1的移动性不同。用微球菌核酸酶处理染色质表明，Cottonwood 和 Matsuo 的雄性和雌性配子以及 Uganomoku 精子的核染色质具有显着的体细胞核小体结构。这意味着褐藻卵母细胞繁殖过程中精子核中的染色质浓缩不是由鱼精蛋白取代组蛋白引起的，而在动物精子中观察到了这一点。相反，它表明接头组蛋白 H1 的差异可能会诱导染色质凝聚。