Research Abstract
卵母細胞における老化依存的な減数第一分裂エラーは二価染色体から一価染色体への分離を経て起こる
Bivalent separation into univalents precedes age-related meiosis I errors in oocytes
2015年7月1日 Nature Communications 6 : 7550 doi: 10.1038/ncomms8550
卵母細胞における減数第一分裂（MI）では、染色体分配にエラーが起こる頻度は加齢にともなって増加する。二段階モデルでは、影響を受けやすい交叉構造を作る第一段階と、加齢にともなう染色体コヒーシンの減少を含む第二段階が組み合わさることにより、エラーが起こると考えられている。このモデルからは、加齢にともなって一価染色体が増加することが予測されるが、この現象が分離エラーの主要因であることを示す直接的な証拠はまだない。本研究で我々は、自然老化させたマウスの卵母細胞のMIにおいて、個々の染色体が分配エラーに至る過程のはじめてのライブ解析を行った。染色体の追跡結果は、エラーの80%は二価染色体から一価染色体への分離を経た後に起こることを示していた。分離してできた一価染色体のセットは、MIにおいて染色分体が均等あるいは不均等に早期分配される傾向があった。さらに我々は、ヒト卵母細胞において早期分配される傾向をもつ一価染色体を見いだした。この研究は、二価染色体が一価染色体に早期分離することが、老化に依存した染色体異数性を引き起こす主要な異常であることを明らかにするものである。
Yogo Sakakibara, Shu Hashimoto, Yoshiharu Nakaoka, Anna Kouznetsova, Christer Höög & Tomoya S. Kitajima
Corresponding Author
The frequency of chromosome segregation errors during meiosis I (MI) in oocytes increases with age. The two-hit model suggests that errors are caused by the combination of a first hit that creates susceptible crossover configurations and a second hit comprising an age-related reduction in chromosome cohesion. This model predicts an age-related increase in univalents, but direct evidence of this phenomenon as a major cause of segregation errors has been lacking. Here, we provide the first live analysis of single chromosomes undergoing segregation errors during MI in the oocytes of naturally aged mice. Chromosome tracking reveals that 80% of the errors are preceded by bivalent separation into univalents. The set of the univalents is biased towards balanced and unbalanced predivision of sister chromatids during MI. Moreover, we find univalents predisposed to predivision in human oocytes. This study defines premature bivalent separation into univalents as the primary defect responsible for age-related aneuploidy.
