ニュース｜DNAに隠された秘密：不妊と流産の分子基盤を科学者が解明

ニュース｜DNAに隠された秘密：科学者が不妊と流産の分子基盤を解明

人間の生殖の安定性は、出生前から分子の「ダンス」によって形づくられます。カリフォルニア大学デービス校の研究者らは、卵子と精子が形成される際に、DNAの奥深くにある重要な仕組みが染色体の完全性を守っていることを明らかにしました。この発見は、不妊や流産、ダウン症候群などの生殖関連疾患を理解するための新たな科学的視点を示し、将来の不妊治療に役立つ可能性があります。

この研究は、微生物学・分子遺伝学部門のニール・ハンター教授が主導し、Nature誌に24月に発表されました。染色体が卵子と精子の発生過程で、交差（クロスオーバー）を介してどのようにつながったまま維持され、遺伝情報の分配ミスを防いでいるのかを、初めて詳細に示したものです。

遺伝情報を正確に伝える染色体の「安全ロック」

ハンター教授は次のように説明しています。「この過程に異常が起きると、卵子や精子が染色体の数を誤って持つことがあり、最終的に不妊、流産、ダウン症候群などの遺伝性疾患につながる可能性があります。」

ヒトの細胞には46本の染色体があり、23対の相同染色体として配列されています。卵子や精子が形成される際、対になった染色体は整列し、特定の部位で切断と再結合を起こして交差（クロスオーバー）を形成する必要があります。これにより、染色体の対を安定させながら、両親から受け継いだ遺伝子の組み合わせが子どもごとに異なるものになります。

こうしたつながりを維持することは、特に女性では複雑です。卵細胞は胎児期に形成され、交差（クロスオーバー）が完了すると休眠状態に入り、数十年後の排卵時にのみ活動を再開します。交差によるつながりがこれほど長期間安定して保たれる仕組みは、生殖生物学における未解決の問題でした。

酵母が明らかにするヒトの生物学への手がかり

調査のため、ハンター教授のチームは分子遺伝学で広く用いられているモデル生物の酵母を使い、染色体の組換えを分子レベルで追跡しました。「リアルタイム遺伝学」により、研究者らは制御された条件下で特定のタンパク質を分解させ、交差構造が正しく形成されるかを観察しました。

その結果、特にコヒーシン複合体を含む重要なタンパク質のネットワークが、STR複合体（ヒトではブルーム複合体と呼ばれる）によるDNAの交差構造の早期解離を防いでいることが示されました。この保護は、二重ホリデイジャンクションを安定化するために不可欠です。

「これらのタンパク質は、染色体のつながりが誤って解体されないよう守る番人のように働きます」とハンター教授は述べました。「これは染色体分離エラーを防ぐための重要な段階です。」

基礎研究から生殖医療へ

この研究では酵母が用いられましたが、ハンター教授は、関連する染色体構造と仕組みがヒトでも高度に保存されていることを強調しました。そのため、この基礎研究は、ヒトの生殖障害の理解や、不妊の診断・治療の改善に直接役立つ可能性があります。

この研究は、現在バージニア大学で生化学・分子遺伝学の助教を務める博士研究員の唐尚明氏と共同で主導され、米国国立衛生研究所（NIH）、ハワード・ヒューズ医学研究所（HHMI）、UC Davis総合がんセンター、米国がん協会から資金提供を受けました。

記事の情報源：

オンラインで収集