A novel mechanism of spermatogenesis regulated by long noncoding RNA and multi-functional genome element
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20H03285
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 44040:Morphology and anatomical structure-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
木村 敦 北海道大学, 理学研究院, 教授 (90422005)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐竹 炎 公益財団法人サントリー生命科学財団, 生物有機科学研究所・統合生体分子機能研究部, 主幹研究員 (20280688)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
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| Keywords | 精子形成 / 長鎖非コードRNA / ゲノム / dual promoter-enhancer / 遺伝子発現調節 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究はマウスを用いて精子形成のメカニズムを解明することを目指したものである。精子形成では減数分裂中の一次精母細胞において特に重要な遺伝子が転写活性化することが不可欠であるが、そのメカニズムは明らかではない。本研究では、ともに一次精母細胞で重要な機能を果たす長鎖非コードRNAと多機能性ゲノムdual promoter-enhancerが協働してこの転写活性化を担うという、精子形成におけるこれまでにない新しいメカニズムを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、精子形成の全容を理解することを目指して、一次精母細胞において長鎖非コードRNAと多機能性ゲノム（dual promoter-enhancer）が協働的に機能するという新しいメカニズムを、マウスを用いて検証するものである。計画3年目までで、精巣特異的長鎖非コードRNAであるlncRNA-HSVIIIノックアウトマウスの中に精子数が減少している個体が観察され、血中テストステロンレベルが減少していることも見出した。本年度は、このlncRNA-HSVIIIノックアウトマウスの精巣を用いたRNA-seq解析を行った。その結果、複数個体のノックアウト精巣で共通して発現低下している遺伝子が226個あることが判明した。その中には、一次精母細胞の遺伝子群やテストステロン合成に関わる遺伝子群も含まれており、それらの一部は定量的RT-PCRでも確認した。一方、DPEによって制御を受ける遺伝子群について、ここ数年でマウス一次精母細胞のChIP-seqデータが公共データベースに蓄積されていることから、それらを再解析して我々のデータと照合することとした。公共の精原細胞と一次精母細胞におけるH3K4me1のChIP-seqデータを解析し、各遺伝子の発現データも参照して、精原細胞で3784個、一次精母細胞で8799個のDPE候補配列を得た。現在、これらのDPE候補配列を、我々が独自に同定していたDPE候補配列と照合して、信頼度の高いDPE配列をリスト化している。さらにCRISPR-a法によるlncRNA-HSVIII過剰発現細胞の樹立を試みたところ、発現レベルが高くないものの、一定程度のlncRNA-HSVIII活性化が見られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
lncRNA-HSVIII結合タンパク質の同定は諸々の事情により完結できていないが、lncRNA-HSVIIIの解析は順調に進んでおり、DPEもより信頼性の高いものをリスト化しつつあるので、順調と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
lncRNA-HSVIII結合タンパク質の同定を完結させる。精原細胞と精母細胞におけるDPEの同定も完結させ、lncRNA-HSVIIIによって調節を受ける遺伝子をDPEが調節するかについて検討する。
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Report
(3 results)
Research Products
(5 results)
