高解像度ライブイメージングによる卵母細胞由来核小体の胚発生支持機能の解析

• Project/Area Number: 14J02961
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Integrative animal science
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 京極 博久 国立研究開発法人理化学研究所, 多細胞システム形成研究センター, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 卵母細胞 / 核小体 / 発生 / 脱核小体 / NPB / NPM2

Outline of Annual Research Achievements

これまでの研究により，核小体を除去(脱核小体)した卵核胞期のマウス卵母細胞は，正常に成熟するが，受精後の前核期の核中に核小体は形成されず，胚は２細胞期で発生を停止するが，前核期で脱核小体した胚は正常に胚盤胞へ発生し，胚移植により正常な産仔を得られることを報告した。また，脱核小体胚と卵母細胞型の核小体が形成されないNpm2 KOマウス胚を用いた実験により，これらの胚は，発生過程で卵母細胞型の核小体を再形成することはなかったが、体細胞型の核小体を新たに形成することを報告した。これにより，卵母細胞型の核小体は前核期以降の胚発生に必須ではないこと，卵母細胞型の核小体がなくとも胚は体細胞型の核小体を新たに形成することが明らかとなった。
また，これまでの結果より卵母細胞型の核小体が必須な時期は受精後から前核期後半までの間であると明らかになっている。この時期の卵母細胞型の核小体の個数やサイズが、その後の発生に重要であることも示唆されており，この卵母細胞型の核小体の形態，個数，体積がどのように制御されているかに着目し実験を開始した。まず，卵母細胞型の核小体の個数が何によって変化するのかを調べた結果，前核中の卵母細胞型核小体の数は，核と核小体の比によって変化することが明らかになった。さらに，体細胞核移植胚では，偽前核中の卵母細胞型核小体の個数が多いことが異常の一つとして以前から報告されていることに着目し，余剰な卵母細胞型核小体を体細胞核移植胚に顕微注入することで，偽前核中の核小体の個数の異常を改善できないか試みた。余剰な核小体を顕微注入したところ，偽前核中の核小体数が受精卵へと近づき，2細胞期への進行を促進させることを明らかにした。これにより，卵母細胞型の核小体は，正しい前核形成を行い2細胞期胚へ発生するめの何らかの機能（ゲノムリプログラミング，核の脱濃縮等）を持っていると考えられる。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Large Cytoplasm Is Linked to the Error-Prone Nature of Oocytes (2017)
  • Author(s): Hirohisa Kyogoku, Tomoya S. Kitajima
  • Journal Title: Developmental cell Volume: 41 Issue: 3 Pages: 287-298
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2017.04.009
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Can Nucleoli Be Markers of Developmental Potential in Human Zygotes? (2015)
  • Author(s): Fulka H, Kyogoku H, Zatsepina O, Langerova A, Fulka J Jr.
  • Journal Title: Trend in Molecular Medicine Volume: 21 Issue: 11 Pages: 663-672
  • DOI: 10.1016/j.molmed.2015.09.005
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] De novo formation of nucleoli in developing mouse embryos originating from enucleolated zygotes. (2014)
  • Author(s): Kyogoku H, Fulka J Jr, Wakayama T, Miyano T.
  • Journal Title: Development Volume: 141 Issue: 11 Pages: 2255-2259
  • DOI: 10.1242/dev.106948
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Nucleolus precursor body (NPB): a distinct structure in mammalian oocytes and zygotes. (2014)
  • Author(s): Kyogoku H, Kitajima TS, Miyano T.
  • Journal Title: Nucleus. Volume: 5 Pages: 493-498
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Extra-NPB Injection Remedies Multiple NPB Formation in Reconstructed Mouse Embryos after Somatic Cell Nuclear Transfer (2016)
  • Author(s): Hirohisa Kyogoku, Tomoya S Kitajima, Teruhiko Wakayama, Takashi Miyano
  • Organizer: International Symposium on the Future of Nuclear Transfer and Nuclear Reprogramming
  • Place of Presentation: 山梨大学
  • Year and Date: 2016-03-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Nucleolus morphological changes during embryonic development (2015)
  • Author(s): Hirohisa Kyogoku, Tomoya S Kitajima, Teruhiko Wakayama, Takashi Miyano
  • Organizer: The 12th Annual Conference of Asian Reproductive Biotechnology Society
  • Place of Presentation: Vietnam Academy of Science and Technology
  • Year and Date: 2015-11-26
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Nucleoli are formed in developing mouse embryos without nucleolus precursor bodies (NPBs) (2014)
  • Author(s): Hirohisa Kyogoku, Josef Fulka Jr, Tomoya S. Kitajima, Teruhiko Wakayama, Takashi Miyano
  • Organizer: World Congress of Reporoductive Biology 2014
  • Place of Presentation: Edinburgh International Conference Centre，スコットランド
  • Year and Date: 2014-09-03
• [Presentation] 顕微注入した核小体がマウス顕微授精胚および体細胞核移植胚に及ぼす影響 (2014)
  • Author(s): 京極博久、若山照彦、宮野隆
  • Organizer: 第107回日本繁殖生物学会大会
  • Place of Presentation: 帯広畜産大学
  • Year and Date: 2014-08-23
• [Remarks] Laboratory for Chromosome Segregation
  • URL: http://www.cdb.riken.jp/lcs/
• [Remarks] Laboratory for Chromosome Segregation
  • URL: http://www.cdb.riken.jp/lcs/news.html#150126