中心子(centriole)は中心体に含まれるオルガネラで、微小管構造の形成に重要な働きをしています（図１）。９組の３連微小管が円筒状に並んだこの構造は、既存のものから出芽するように新しいものが形成されます。この不思議な自己複製の機構は全く未解明で、細胞生物学の最大の謎とされています。中心子だけでも約２００種類の蛋白質が含まれていますので、形成機構を研究するには突然変異株を用いる方法が有効です。しかし、多細胞の動物では、中心子を欠いた突然変異株は生存できないという大きな問題があります。
図１ マウス細胞の中心体と中心子。左図；マウス3T3細胞の微小管を間接蛍光抗体法で観察したもの。微小管（緑色）は中心体から放射状に配列している。右図；中心子構造の模式図。短い３連微小管が筒状に配置している。中心体では２つの中心子が対になり、それをPericentriolar material (PCM)が取り囲んでいる。
数年前、私たちは鞭毛を生やさないクラミドモナスのミュータントをたくさん単離して、鞭毛基部体(basal body)の形成に関与する遺伝子を探索するというプロジェクトを始めました。クラミドモナスのbasal bodyは動物細胞の中心子と同じ構造を持っており、細胞周期ごとに一回だけ複製されます（図２）。分裂期には紡錘体の極となりますが、そのことも、中心子と同じです。basal bodyの形成機構は、中心子形成機構と多くが共通しているに違いありません。
図２ 間期と分裂期のクラミドモナス細胞。Basal bodyは間期には鞭毛軸糸の形成基部として働くが、分裂期になると細胞の深部に移動し、紡錘体の両極に局在するようになる。
幸いなことに、これまでに単離した突然変異株の中に、basal bodyを全く失っているものがあることがわかりました。その突然変異株は野生株よりは成長速度が遅いのですが、立派に増殖します。また、実験条件を工夫することによって、遺伝解析も行えることがわかりました。そして、これまでに複数の新規蛋白質の遺伝子を単離し、その一つについてはbasal bodyにおける存在状態を決めることができました（図３、図４）。クラミドモナスbasal bodyの形成機構の研究は、これから中心子構築機構の解明に大いに貢献するものと期待しています。
図３ クラミドモナスBld10タンパク質の局在。Bld10タンパク質はbasal bodyを完全に欠失した突然変異株bld10の変異遺伝子産物として同定された。このタンパク質はbasal bodyの底部にあるcartwheel構造に局在する（左図の黒い点が局在を示す）。cartwheelは９本の細いフィラメントが放射状に配置した構造で（右模式図の青い部分）、basal body形成過程で最初に現れる９回対称性構造である。
図４ 中心子横断面の電子顕微鏡像とその模式図。左が正常な９回対称形、右がBld10蛋白質C末端を削った場合にできる８回対称形の中心子。カートホイールは中心子の内側にある、傘の骨のような放射形構造で、軸（ハブ）と骨（スポーク）からできている。Bld10蛋白質はスポークの先端部分（赤色）を作っているので、これを削ると骨の長さが短くなる。その結果、小さくなったカートホイールの円周上に微小管が８本しか並べなくなる。