前核

前核（複数形：pronuclei）は、受精の過程で精子または卵子に見られる核を指す。精子は卵子に入った後、精子と卵子の遺伝物質が融合する前に前核に変化する。対照的に、卵子は精子が到着した時ではなく、半数体になるとすぐに前核を持つ。人間の精子や卵子などの半数体細胞は、体細胞にある染色体の数の半分、つまり体細胞にある46本に対して23本の染色体を持つ。男性と女性の前核は、遺伝物質は融合するが、物理的に融合しない点は注目に値する。代わりに、その膜が溶解し、男性と女性の染色体間の障壁がなくなり、結果として生じる胚の中で、それらの染色体が単一の二倍体核に結合され、46本の染色体の完全なセットが含まれるようになります。

2つの前核の存在は受精が成功した最初の兆候であり、体外受精中の人工授精、または卵細胞質内精子注入法（ICSI）の約18時間後に観察されることが多い。この段階で、受精卵は2前核受精卵（2PN）と呼ばれる。1PNまたは3PN状態に移行する2前核受精卵は、発生全体を通じて2PN状態を維持する受精卵と比較して、胚の質が劣る傾向があり、^{[1]この区別は体外受精（IVF）手順中の}胚の選択において重要な意味を持つ可能性がある。

前核は、1870年代に染色技術と倍率の上がった顕微鏡を組み合わせて顕微鏡的に発見された。前核は、減数分裂に関する最初の研究中に最初に発見された。エドゥアール・ファン・ベネデンは1875年にウサギとコウモリの卵を研究して前核について初めて言及した論文を発表した。彼は、2つの前核が細胞の中心で一緒に形成され、胚の核を形成すると述べた。ファン・ベネデンはまた、精子が膜を通って細胞に入り、雄の前核を形成することを発見した。1876年、オスカー・ヘルトヴィッヒはウニの卵に関する研究を行った。ウニの卵は透明なので、卵をはるかによく拡大できるからである。ヘルトヴィッヒはファン・ベネデンの前核の発見を確認し、また雌の前核の形成には極体の形成が関与することを発見した。^[2]

雌性前核は、雌性卵細胞が半数体細胞になったものであり、雄性前核は精子が雌性卵子に入るときに形成される。精子は雄性精巣内で発達するが、雌性卵子内で急速に脱凝縮するまで前核にはならない。^[3]精子が雌性卵子に到達すると、精子は外側の膜と尾部を失う。これは、膜と尾部が雌性卵子に不要になったためである。細胞膜の目的は、酸性の膣液からDNA を保護することであり、精子の尾部は精子細胞を卵子細胞に運ぶのを助けることであった。雌性卵子の形成は非対称であるのに対し、雄性精子の形成は対称的である。通常、雌性哺乳類では、減数分裂は 1 つの二倍体細胞から始まり、1 つの半数体卵子と通常 2 つの極体になるが、後に分裂して 3 番目の極体を形成することもある。^[4]雄では、減数分裂は1つの二倍体細胞から始まり、4つの精子で終わります。^[5]哺乳類では、受精前に雌の前核は卵子の中心で始まります。雄の前核が形成されると、精子細胞が卵子に到達した後、2つの前核は互いに向かって移動します。しかし、褐藻類ペルベティアでは、卵前核は受精前に卵子の中心で始まり、受精後も中心に残ります。これは、褐藻類ペルベティアの卵細胞では、卵前核が微小管によって固定されているため、雄の前核のみが雌前核に向かって移動するためです。^[6]

卵細胞質内のカルシウム濃度は、活性化した雌卵子の形成に非常に重要な役割を果たします。カルシウムの流入がない場合、雌二倍体細胞は1つではなく3つの前核を生成します。これは、第2極体の放出に失敗するためです。^[7]

ウニでは、受精卵の形成は雄と雌の前核の内核と外核の両方の融合から始まる。前核の1つが2つの結合を開始するのか、膜の溶解を助ける微小管がその作用を開始するのかは不明である。^[8] 2つの前核を結合させる微小管は精子の中心体に由来する。微小管が前核の融合の重要な部分であることを強く支持する研究がある。ビンブラスチンは、微小管のプラス端とマイナス端の両方に作用する化学療法薬である。^[9]ビンブラスチンを卵子に加えると、前核融合の失敗率が高くなります。この前核融合の失敗率の高さは、微小管が前核の融合において主要な役割を果たしていることを強く示唆しています。^[10]哺乳類では、2つの前核の遺伝物質が卵細胞内で融合するため、前核は細胞内で約12時間しか持続しません。前核の研究の多くはウニの卵細胞で行われ、前核は卵細胞内に1時間未満しか存在しません。哺乳類とウニの遺伝物質融合プロセスの主な違いは、ウニでは前核が直接接合子核を形成することです。哺乳類の卵細胞では、前核のクロマチンが同じ有糸分裂紡錘体に融合する染色体を形成します。哺乳類の二倍体核は2細胞期に初めて見られますが、ウニでは接合子期に初めて見られます。^[3]

無料辞書『ウィクショナリー』でpronucleus を調べてください。