細胞生物学：配偶子の融合は両方の配偶子に由来する転写因子の集合を引き起こし、再接合を妨げる
Nature 560, 7718 doi: 10.1038/s41586-018-0407-5
倍数性の周期的変化は有性生殖に不可欠であり、染色体数を半分にする減数分裂に加えて、きっかり2個の配偶子による接合子形成が確実に行われるための仕組みを必要とする。菌類のモデル生物である分裂酵母（Schizosaccharomyces pombe）の有性生殖では、一倍体のP細胞とM細胞が融合して二倍体の接合子が形成され、これが直ちに減数分裂に入る。今回我々は、融合後には2つの細胞の両方に由来する転写因子が迅速に再構築され、これが再接合が起こるのを妨げることを明らかにする。我々は最初に、細胞質ゾルの交換は起こるが核融合が起こらないという一過性の細胞融合を起こす変異体を見つけ出し、この一過性細胞融合が2つの配偶子に異なった運命をもたらすことを明らかにした。P細胞の方は致命的となる一倍体減数分裂を起こすが、M細胞は接合状態を維持する。野生型細胞の場合であっても、減数分裂を進める接合子での転写は、まずP細胞親ゲノムから迅速に開始される。このような非対称な遺伝子発現は、M細胞特異的な細胞質ペプチドMiとP細胞特異的な核のホメオボックスタンパク質Piから融合後に形成される2成分複合体に依存して起こり、PiはMiをPの核内に取り込む働きをする。従って、接合子での転写は、融合後にMiがPの核に到達した直後に迅速に開始できるような待機状態にある。このような仕組みは、相互作用する2つの合成因子を、接合する2つのパートナー細胞の一方では核に、もう一方では細胞質ゾルに局在させることによって再現できる。注目すべきことに、Miの発現を遅らせるか、Pゲノムにある転写標的を欠失させるかして、接合子での転写を遅延させると、接合子と余分な配偶子との融合につながり、結果として倍数体が形成され、最終的には異数体の子孫が生じることになる。再接合を制止するシグナル伝達カスケードは、減数分裂を誘導するカスケードと成分を共有するが、それとは分岐している。そのため配偶子の融合によって細胞質がつながると、2成分からなる転写因子が非対称に再構築され、再接合を速やかに阻害して減数分裂を誘導し、有性生殖におけるゲノム維持が確実に行われる。
