Heavy ion irradiation-induced cell cycle arrest in multinuclear silkworm egg having non-damaged and damaged nuclei

重イオンマイクロビーム照射したカイコ初期発生卵における細胞周期停止誘導機能の解析

上田 大介*; 舟山 知夫; 横田 裕一郎; 鈴木 芳代; 坂下 哲哉; 小林 泰彦; 白井 孝司*

Ueda, Daisuke*; Funayama, Tomoo; Yokota, Yuichiro; Suzuki, Michiyo; Sakashita, Tetsuya; Kobayashi, Yasuhiko; Shirai, Koji*

DNA損傷修復過程における細胞周期停止は、照射でDNA上に生成した損傷の量と重篤度に依存すると考えられているが、その詳細なメカニズムにはまだ不明な点がある。カイコ初期発生卵全体を炭素イオンビームで照射すると、発生の停止が誘導され、その後2時間で核の分裂が再開される。この結果は、カイコ初期発生卵において、チェックポイント機構を介した細胞周期停止が誘導されていることを示唆している。一方、卵内の細胞核のおよそ10%を炭素イオンマイクロビームで照射したところ、発生の停止は誘導されなかった。この照射した卵では、分裂を停止した以上形態を示す細胞核が観察された。しかし、3040%の細胞核を照射した卵では、発生停止が誘導された。この結果は、カイコ初期発生卵における細胞周期停止が、照射を受けた細胞核の数に依存することを示唆している。

The occurrence of DNA damage-induced cell cycle arrest is consider to depend on the amount and/or seriousness of DNA damage. However, the detailed mechanisms have been obscure. When whole egg of the silkworm in early embryogenesis was subjected to carbon ions, the developmental arrest was observed, however, about 2 hours after irradiation, the mitotic cleavage resumed, indicating the eggs at this stage can induce the cell cycle arrest by checkpoints after irradiation. On the other hand, the locally targeted irradiation with carbon-ion microbeam to 10% of the nuclei was not able to induce the developmental arrest. In the egg, several of abnormal cleaved nuclei were observed, which are considered to be the irradiated nuclei that stop their cleavage. Meanwhile, when 30-40% of nuclei were irradiated, the embryonic development stopped. The result indicate the checkpoint-induced arrest of the silkworm egg at intralecithal cleavage stage may depend on number or ratio of the damaged nuclei.