• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

退化した性染色体に残された機能は性の消滅危機から生物を救うのか?

Planned Research

Project AreaSex-chromosome cycle: Dissecting mechanisms of sex-extinction avoidance approaching from sex-chromosome turnover
Project/Area Number 22H05072
Research Category

Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Transformative Research Areas, Section (III)
Research InstitutionTohoku Medical and Pharmaceutical University (2024)
Tokyo Metropolitan University (2022-2023)

Principal Investigator

阿部 拓也  東北医科薬科大学, 薬学部, 講師 (50779999)

Project Period (FY) 2022-05-20 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥26,650,000 (Direct Cost: ¥20,500,000、Indirect Cost: ¥6,150,000)
Fiscal Year 2024: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
Fiscal Year 2023: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2022: ¥11,570,000 (Direct Cost: ¥8,900,000、Indirect Cost: ¥2,670,000)
Keywords性染色体 / W染色体 / DT40細胞 / 次世代シーケンサー / ヒトY染色体 / ニワトリW染色体 / Y染色体喪失細胞 / W染色体喪失細胞 / TK6細胞
Outline of Research at the Start

多くの生物において性染色体のうち片方の性にのみ受け継がれるY染色体やW染色体は遺伝子を失い退化していく。しかし、そこに残された機能が性決定や精子形成に限られるのかどうかについては結論が出ていない状況である。代表者はヒト、及びニワトリにおいてそれぞれY染色体とW染色体を喪失した細胞を作製した。これらの細胞株の解析を通じて生物がどのような機能を性染色体に残しているかを明らかする。

Outline of Annual Research Achievements

我々の研究グループは培養細胞における性染色体の機能に着目し、ヒトTK6細胞、ニワトリDT40細胞においてそれぞれ性染色体を欠損させた細胞を作製し、表現型解析を行った。
これまでにTK6細胞 Y染色体欠損細胞においては顕著な表現型を見いだせていないが、DT40細胞 W染色体欠損細胞の解析で進展があった。DT40 W染色体欠損細胞では顕著な増殖能の低下が観察されるが、その原因遺伝子および染色体領域を確かめるために、染色体欠失細胞を作製した。その結果、8種類作製した染色体欠失細胞の1つにおいて、大きな増殖能の低下が見られたことから、原因遺伝子を5個程度に絞り込むことができた。またそれぞれの染色体欠失細胞のゲノム解析を行ったところ、W染色体のリファレンスゲノムからは考えられない欠失パターンが見られた。ニワトリW染色体には高度なリピート配列が存在し、未だに全長配列が決定されていないことから、現在のW染色体のリファレンスゲノムのコンティグ配置には間違いが存在すると考えられる。今回W染色体欠失細胞のシーケンスを行ったことによって、副次的にではあるが、正しいコンティグ配置を提示することができると考えている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ヒトTK6細胞とニワトリDT40細胞において、性染色体欠損細胞の表現型解析を行ってきた。残念ながら、TK6細胞 Y染色体欠損細胞ではRNA-seq解析やメタボローム解析においても顕著な影響を見出すことができず、これまでに体細胞におけるY染色体の存在意義を見出すことはできていないが、DT40細胞 W染色体欠損細胞では増殖能の低下の原因となる染色体領域を絞り込めている。さらに染色体領域の絞り込みのための染色体欠失法の開発やW染色体の配列決定など、当初は予定になかった技術開発や発見があった。これらのことから研究はおおむね順調に進展していると考えている。

Strategy for Future Research Activity

ニワトリW染色体欠損細胞の表現型解析を進め、何が増殖能の低下の原因となっているかを明らかにする。具体的には、これまで転写や細胞内代謝に大きな影響がないことを確認していることから、今後DNA複製、DNA修復、DNA組換え、染色体分配において、異常が見られるかどうか確認する。またこれまで5個程度に絞り込んだW染色体上の遺伝子の中でどれがその表現型の原因となっているのかを突き止める。

Report

(1 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2024 2023

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] PCNA recruits cohesin loader Scc2 to ensure sister chromatid cohesion2023

    • Author(s)
      Psakhye Ivan、Kawasumi Ryotaro、Abe Takuya、Hirota Kouji、Branzei Dana
    • Journal Title

      Nature Structural & Molecular Biology

      Volume: 30 Issue: 9 Pages: 1286-1294

    • DOI

      10.1038/s41594-023-01064-x

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The proofreading exonuclease of leading-strand DNA polymerase epsilon prevents replication fork collapse at broken template strands2023

    • Author(s)
      Ahmad Tasnim、Kawasumi Ryotaro、Taniguchi Tomoya、Abe Takuya、Terada Kazuhiro、Tsuda Masataka、Shimizu Naoto、Tsurimoto Toshiki、Takeda Shunichi、Hirota Kouji
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: 51 Issue: 22 Pages: 12288-12302

    • DOI

      10.1093/nar/gkad999

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] DNA損傷と染色体異数化2023

    • Author(s)
      阿部 拓也, 川澄 遼太郎, 廣田 耕志
    • Journal Title

      放射線生物研究会機関誌

      Volume: 58 Pages: 110-127

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 染色体断片化によるニワトリW 染色体の機能領域の探索2024

    • Author(s)
      双城美紅、阿部拓也
    • Organizer
      学術変革B「性染色体サイクル」第2回領域会議
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 機械学習を用いた染色体解析法の開発2023

    • Author(s)
      阿部拓也
    • Organizer
      第10回DNA損傷応答ワークショップ
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Detection Model of Sister Chromatid Cohesion Defects Based on Vision Transformer2023

    • Author(s)
      Shinya Matsumoto, Kan Okubo, Takuya Abe and Kiyoshi Nishikawa
    • Organizer
      APSIPA ASC 2023
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mask R-CNNとVision Transformerを用いた姉妹染色分体交換の自動検出2023

    • Author(s)
      寺岡瑞生、西川清史、大久保寛、阿部拓也
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Vision Transformerを用いた姉妹染色分体間接着異常の検出2023

    • Author(s)
      松本真弥、西川清史、大久保 寛、阿部 拓也
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 機械学習を用いた染色体断裂の自動解析法の開発2023

    • Author(s)
      山田智生、阿部拓也、大久保寛、西川清史
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Measurement of the rate of mini-chromosome loss induced by a DSB2023

    • Author(s)
      松野晟弥、石田諒、Rika Rifana Sari、廣田耕志、阿部拓也
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] The establishment of assay to evaluate the frequency of aneuploidy2023

    • Author(s)
      石田諒、廣田耕志、阿部拓也
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2022-05-25   Modified: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi