国立遺伝学研究所ら、マウス初期胚で核が軟らかくなる仕組みを発見

ニュース紹介

「細胞核の新たな機能を発見～核の軟らかさが受精後の遺伝子の目覚めを助け、マウス初期胚の発生を支える～」

情報・システム研究機構国立遺伝学研究所の田中真仁助教、島本勇太准教授、九州大学大学院農学研究院の宮本圭教授らの研究グループは、マウス初期胚の発生過程で核が一時的に軟らかくなり、この軟らかさが発生に不可欠な胚性ゲノム活性化（ZGA）に重要であることを明らかにしました。近畿大学、東京理科大学、科学技術振興機構との共同発表です。

研究グループは、独自に開発した極細ガラス管（ナノキャピラリー）で生きたマウス初期胚の核を捕捉し、物性を直接計測しました。受精卵が1回分裂した2細胞期に、軟らかく可塑的に変形した核が作られることを発見しています。核がこの物性を獲得するには、核の構造を支えるラミンB1たんぱく質が、オートファジー因子LC3を介して核膜から除去される必要がありました。

2細胞期に起こる大規模なゲノム活性化と核の硬さの関係を調べたところ、核が軟らかくなることがこの活性化の促進に必要であると示されました。高解像の顕微鏡による観察では、遺伝子の核内位置が核の軟らかさによって変化することも分かっています。核の硬さを人工的に制御できる新たな分子デバイスの開発にも成功しました。

本成果は、国際科学雑誌『Nature』に日本時間の2026年11月12日に掲載されました。本研究は、科学技術振興機構（JST）の創発的研究支援事業と、戦略的創造研究推進事業のCRESTおよびACT-Xの支援を受けています。

出典：科学技術振興機構（JST） 2026年11月12日共同発表／掲載誌：Nature／DOI：10.1038/s41586-026-11240-w
https://www.jst.go.jp/pr/announce/20261112/index.html

FrontJournalの解説

この研究分野について

受精卵は分裂を重ねながら体をつくっていきます。初めは卵子に蓄えられた母親由来の因子が細胞を動かし、やがて胚自身の遺伝子が働き始めます。この切り替えが「胚性ゲノム活性化」（ZGA、胚自身のゲノムから遺伝子の転写が始まる現象）です。マウスでは2細胞期に、大規模な活性化が起こります。

遺伝子が働く場は、DNAを収める容器である「核」です。ところが核そのものの性質は、これまで十分に分かっていませんでした。今回の研究は、核の物理的な性質、つまり硬さや変形のしやすさに注目して、初期胚の発生との関わりを調べています。

①2細胞期に核が一時的に軟らかくなる

「国立遺伝学研究所」の田中真仁助教・島本勇太准教授と「九州大学」の宮本圭教授らは、先端が極めて細いガラス管「ナノキャピラリー」で生きたマウス初期胚の核をつかみ、硬さを直接測りました。受精卵が1回分裂した2細胞期の核は、軟らかく、力を加えると形が元に戻りにくい「可塑的」な性質を示しました。

軟らかさの鍵を握るのが、核の構造を支える「ラミンB1」というたんぱく質です。ラミンB1が、オートファジー因子「LC3」を介して核膜から取り除かれると、核は軟らかくなります。オートファジーは細胞内の不要な成分を分解する仕組みで、その因子が核を軟らかくする工程にも関わっていました。

②核の軟らかさが遺伝子の活性化と配置を左右する

研究グループは、2細胞期のゲノム活性化と核の硬さの関係を調べ、核が軟らかくなることがこの活性化の促進に必要だと示しました。高解像の顕微鏡で観察すると、遺伝子が核の中に置かれる位置も、核の軟らかさによって変わっています。研究グループは、核の軟らかさの調節を通じて、発生の一連の出来事が完遂することを明らかにしました。

一連の証明の過程では、核の硬さを人工的に制御できる新たな分子デバイスも開発しました。核の物理的な性質と遺伝子発現の関係を実験で確かめる過程で生まれた道具です。