タンパク質の欠如で若いマウスの卵子に老化の兆候
日本の研究者らは、マウスの卵子が正常な生殖に必要な染色体の結合を保つのを助けるOMC1というタンパク質を特定した。このタンパク質を取り除くと、若い卵子でも結合が弱まり、染色体の分離に、年齢を重ねた卵子で見られるものに似た異常が生じた。
目次
2026年10月29日にNature Aging誌に掲載されたこの研究には、千葉大学、熊本大学、理化学研究所（RIKEN）の研究者が参加した。RIKENは10月30日、OMC1に関する研究発表で成果を公表。染色体の複製物をつなぎ留める複合体「REC8コヒーシン」の消失を防ぐタンパク質について説明した。
OMC1は「Oocyte Meiotic Chromosome protein 1」の略称だ。卵母細胞とは、未成熟な卵細胞を指す。細胞が成熟卵子を作るために必要な分裂を再開するまで、発生の長い休止期間中も染色体が正しく結合した状態を保つ必要がある。
研究者らは、機能を回復させる実験も行った。成体マウスの卵母細胞でOMC1を再び発現させると、染色体上のREC8が部分的に回復し、染色体異常が減少した。この結果は、加齢に伴って卵子の質が低下する理由を調べるうえで、研究者が検証できる具体的な維持機構を示している。
卵子に長期間の結合が必要な理由
哺乳類のメスは出生前に卵母細胞の供給を形成する。卵母細胞は、生殖に必要な染色体数を半分にする特殊な過程である減数分裂を始めた後、途中で停止する。ヒトでは、この停止が数十年続くこともある。
染色体は遺伝情報を担う。停止する前に各染色体は複製され、姉妹染色分体と呼ばれる、互いに一致する2つの構造ができる。REC8コヒーシンは分子の留め具のように働き、分裂の適切な段階まで複製物をつなぎ留める。
卵子では、適切なタイミングでその結合が解かれる必要がある。結合が早く弱まりすぎると染色体が正しく分離せず、成熟卵子の染色体数が多すぎたり少なすぎたりする可能性がある。
この長い休止期間中、REC8コヒーシンは補充されない。徐々に失われることが、加齢した卵子で染色体異常が起きる主な要因と考えられている。研究者らは、卵母細胞がこの長期にわたるコヒーシンの供給を積極的に保護しているのかを調べようとした。
今回の発見により、OMC1がこの保護過程でREC8とともに働くことが示された。RIKENによると、OMC1はREC8とともに卵母細胞の染色体上に存在し、複合体が失われるのを防いでいる。
OMC1の発見に至った経緯
研究を主導したのは、千葉大学大学院医学研究院の石黒啓一郎教授だ。千葉大学の博士課程学生、飯坂咲恵さんと講師の島田龍樹氏に加え、RIKEN生命機能科学研究センターの副センター長・チームディレクター、北島智也氏と、RIKEN技術員の吉田修平氏が参加した。
研究チームはまず、胎児の未成熟な卵母細胞と、精子のもとになる細胞であるオスの生殖細胞の遺伝子活性を比較した。オスの生殖細胞は卵母細胞と同じ長期間の停止を経ないため、この特徴的な待機期間に関係する遺伝子を探すうえで有用な比較対象となる。
研究者らは、個々の細胞のRNAを読み取る技術である単一細胞RNAシーケンスを用いた。RNAの情報からは、細胞がどの遺伝子を使っているかが分かる。減数分裂を遅らせたマウスの情報と組み合わせて解析した結果、卵母細胞で停止の直前に活性化する、これまで特徴が明らかでなかった遺伝子が見つかった。
研究チームはこの遺伝子をOmc1、そのタンパク質をOMC1と名付けた。その後の実験で、胎児期から成体期まで、タンパク質がREC8コヒーシンと同じ染色体上の位置にあることが分かった。
OMC1を取り除くと何が起きたのか
Omc1を欠くよう遺伝子改変したマウスを使い、維持機構がない場合に何が起きるかを調べた。卵母細胞が長期の休止段階に入ると、染色体上のREC8が通常より早く失われ始めた。
その結果、若い卵母細胞でも染色体の結合が弱まった。つまり、染色体の複製物同士のつながりが弱くなった。また、分裂時の染色体分配にも異常が生じ、年齢を重ねた卵子でよく見られる問題に似た状態となった。
日本語の発表資料によると、実験では染色体が異常に早く分離し、受精卵のうち正常な胚に発生する割合が大幅に低下したことも確認された。低下の数値は示されていない。
一連の結果は、分子レベルの変化と生殖上の結果を結びつけている。OMC1の喪失に続いて染色体の結合が弱まり、分離に異常が生じ、胚の発生も悪化した。この発見は、卵子が長い休止期間を通じて、もともと備わっている構造を保つことの重要性を説明する助けとなる。
タンパク質の回復で異常が減少
次に研究者らは、OMC1を作る指示を含むメッセンジャーRNAを、タンパク質を欠く卵母細胞に導入した。メッセンジャーRNA（mRNA）は、細胞が特定のタンパク質を作るために使う一時的な指示書だ。
成体の卵母細胞でOMC1を回復させると、染色体に結合したREC8の量が部分的に戻り、染色体異常も減少した。日本語の発表資料では、OMC1がない場合に見られた早すぎる分離が抑えられたことも説明されている。
研究を主導した千葉大学の石黒教授は、染色体の維持におけるOMC1の役割を次のように述べた。
「これらの結果から、OMC1は老化そのものを止める因子ではなく、卵子の染色体の寿命を延ばす維持因子と捉えるべきです」と石黒氏は述べた。
部分的な回復により、成体の卵子でOMC1が染色体の結合をどう保つのかを研究する手がかりが得られた。一方、今後の実験では、卵子のライフサイクルのさまざまな段階で、どの程度保護機能を回復できるのか、特にコヒーシンが大幅に失われた後にどれだけ回復するのかが課題となる。
ヒトの遺伝子も手がかりに
ヒトには、マウスの遺伝子に相当するCCDC201がある。過去の遺伝学的研究では、CCDC201の変異と早発閉経や卵巣機能の喪失との関連が示されており、マウスを用いた実験とヒトの生殖の健康とのつながりがうかがえる。
研究者らは、ヒトのCCDC201の変異の一つをモデルにした、短縮型のマウスOMC1を作製し、この関連を調べた。短縮型タンパク質は通常の構造の一部を欠いているため、細胞内のどこに移動するかや、機能を果たせるかに影響する可能性がある。
この改変型マウスタンパク質は卵母細胞の染色体に到達できず、染色体の結合も回復させられなかった。過去のヒトの遺伝学的知見と合わせると、OMC1またはCCDC201の機能障害が、生殖機能の加齢変化の一部を説明する可能性が示唆される。
今後は、ヒトの卵母細胞におけるCCDC201の機能や、特定の変異がその働きにどう影響するかの研究が課題となる。ここで紹介した回復実験はマウスの細胞で行われたものであり、患者向けの治療法や臨床での実用化時期は発表されていない。
染色体異常が妊娠に関わる理由
通常、卵子は染色体の組を半分にする必要がある。そうすることで、受精時に精子が持つ染色体と組み合わせられる。減数分裂では、順序立てられた分裂を通じて染色体数を減らす。染色体の結合が弱まると、その順序が乱れることがある。
染色体数の異常は異数性と呼ばれる。ヒトの生殖では、不妊や早期流産の重要な原因となる。染色体異常の中には妊娠が継続し、21番染色体が1本余分にあるダウン症候群などの状態を伴う子どもが生まれるものもある。
卵子の染色体異常のリスクは、母親の年齢とともに高まる。今回のOMC1研究は、染色体を正確に分配するために必要な構造の一つを保つタンパク質を特定し、細胞内の具体的な維持機構にまで説明を深めた。
妊よう性を気にかける人にとって、今回の成果が直ちにもたらすのは新たな臨床選択肢ではなく、生物学的な仕組みへの理解の進展だ。実験は卵子の質を調べる手がかりを研究者に提供する一方、ヒトの生殖における影響を明らかにするには、さらなる研究が必要となる。
研究内容と経緯
論文のタイトルは「Oocyte-specific OMC1 is required for maintaining chromosome cohesion through reproductive life」。識別子はDOI: 10.1038/s43587-026-01245-5。研究には、千葉大学、熊本大学、RIKEN、九州大学に所属する研究者が参加した。
主な日付と発生段階は次の通り。
- 胎児期、卵母細胞が長期の休止段階に入る直前に、Omc1の活性が検出された。
- 胎児期から成体期にかけて、OMC1はREC8コヒーシンとともに卵母細胞の染色体上に存在した。
- OMC1を欠く成体マウスの卵母細胞でタンパク質を回復させると、染色体に結合したREC8が部分的に戻り、異常が減少した。
- 2026年10月29日：研究成果がNature Aging誌に掲載された。
- 2026年10月30日：RIKENが発見を発表した。
この実験では、卵子が染色体の結合を保たなければならない期間を通じて、タンパク質の働きを追跡した。また、発生中にOMC1が存在することと、成体の卵母細胞で果たす機能を結びつけた。
今後、研究者が調べられること
OMC1は、状況によって染色体の結合が長く保たれる場合とそうでない場合がある理由を調べる具体的な手がかりとなる。タンパク質を取り除く実験はOMC1がない場合に何が起きるかを示し、回復実験は維持機構をどの程度回復できるかを探る方法を提供する。
石黒氏は、晩年に子どもを持つ人が増えていることと今回の研究を結びつけ、その長期的な意義の可能性を次のように述べた。
長期的には、これらの知見が、卵子の質の加齢に伴う低下を理解、評価し、あるいは緩和する可能性のある方法の開発に貢献するかもしれません。
ヒトのCCDC201に関する知見も、研究の方向性を示している。この遺伝子の変化が染色体の維持や卵巣機能にどう影響するかを調べることだ。現時点で最も明確な成果は、マウスの卵母細胞がOMC1を使ってREC8コヒーシンを保ち、正確な分裂に必要な染色体の結合を維持していることだ。
要点
- 日本の研究者らが、マウスの卵母細胞で染色体上のREC8コヒーシンを保つ働きをするタンパク質OMC1を特定した。
- OMC1を欠く若いマウスの卵子では染色体の結合が弱まり、年齢を重ねた卵子で見られるものに似た分離異常が生じた。
- 成体マウスの卵母細胞でOMC1を回復させると、染色体に結合したREC8が部分的に戻り、異常が減少した。
- ヒトのCCDC201変異の一つをモデルにした短縮型マウスタンパク質は、染色体に到達できず、染色体の結合も回復させられなかった。
- 研究成果は2026年10月29日にNature Aging誌に掲載され、翌30日にRIKENが発表した。
- 今回の発見は卵子の老化を理解する研究への道を開くもので、患者向けの治療法は発表されていない。
