ヒトは60兆個もの細胞からなります。いずれの細胞も、さまざまな細胞内小器官とタンパク質がはたらくことで、厳密に制御されています。たとえば、細胞内小器官の一つである微小管は、細胞の形を維持するほか、分裂時には染色体の一部をとらえて正しく配分する機能を果たします。生命医科学科の佐藤政充准教授は、微小管や染色体を蛍光色素で染め分け、そのふるまいをライブ観察することで、構造と機能の詳細な解明に挑んでいます。

減数分裂における微小管の役目を解明

今年、角井康貢氏（東京大学大学院理学系研究科）、登田 隆先生（Cancer Research UK）らとの共同研究により、「配偶子を作るための分裂（減数分裂）における、微小管の役目」が突き止められました。微小管は同じく細胞小器官である中心体でつくられます。チューブリンというタンパク質が重合した細長い構造体で、細胞の形を維持したり、動きを制御したりします。また、細胞分裂の際に、染色体の中央（セントロメア）にある動原体をつかまえて両極に引っ張ることで、染色体を2等分する機能を果たします。

減数分裂では通常の細胞分裂とは異なり、両親から受け継いだ遺伝子が部分的に組み換えられます。このとき細胞内では、動原体ではなく「染色体の端（テロメア）」が中心体によって束ねられ（ブーケ構造）、ブラブラと揺すられるような現象がみられます（1994年、情報通信研究所の近重らによって発見）。両親由来の染色体中の同じ部位を揃えて並べ、組み換えやすくするためだと考えられています。実は、この現象には大きなリスクが伴います。普通の細胞分裂では、中心体及びそこでつくられる微小管と動原体は極めて近い位置に存在します。ところが、減数分裂ではブーケ構造をとる際に、動原体が中心体から遠く離れてしまい、結果として微小管に捉えられにくくなってしまうのです。うまく捉えられないと染色体が正しく分配されず、染色体異常を引き起こす原因になります。

図1　通常の細胞分裂(a)と減数分裂(b)の細胞内模式図