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生殖細胞特異的Mgaによる非典型PRC1の機能抑制を介した減数分裂開始の促進

Research Project

Project/Area Number 20J10148
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 48040:Medical biochemistry-related
Research InstitutionSaitama Medical University

Principal Investigator

北村 友佳  埼玉医科大学, 医学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
KeywordsMga / 選択的スプライシング / PRC1.6 / 減数分裂 / 生殖細胞
Outline of Research at the Start

生殖細胞が減数分裂を開始する機構については不明な点が多い。申請者が所属する研究室では 、非典型ポリコーム抑制複合体PRC1.6が減数分裂に対して強力な抑制因子として働くことを見出した。それ故、生殖細胞は減数分裂を開始させるためにはPRC1.6複合体の機能を低下させる必要があるが、その為の分子基盤は不明である。申請者が発見した、減数分裂期の生殖細胞特異的に発現するMga遺伝子のスプライシングバリアント(MgaSV)は 、PRC1.6複合体の形成に対して負に作用することが示唆された。そこで、Mga SVの機能解析や産生機構の解明を通じて、生殖細胞が減数分裂を開始させるための分子基盤の解明を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

ポリコーム抑制複合体(PRC)は、ヒストン修飾を介してエピジェネティックな遺伝子発現制御を行う。所属研究室では、精原細胞において、PRCの一つの複合体であるPRC1.6の機能を抑制すると、精母細胞になるよう分化誘導されることを見出した(Suzuki et al., Nat Commun., 2016)。つまり、精子形成過程ではPRC1.6の制御により、減数分裂誘導が規定されていると考えられる。本研究では、精子形成過程においてどのようにPRC1.6の機能が抑制され、減数分裂が誘導されているか理解するために、PRC1.6の制御機構の解明を目的とした。
PRC1.6の構成因子の一つであり、かつDNA結合ドメインを持つMga遺伝子において、精母細胞特異的に終止コドンを含む新規エキソンが挿入されるスプライシングが起こり、DNA結合ドメインを欠損するバリアント(Mgaバリアント)が産生されることがわかった。さらにCRISPR-Cas9システムを用いて変異型Mgaを産生することができないマウスを作製した。2ヶ月齢の野生型マウスと交配させ、妊孕性を確認したが、雌雄共に正常な妊孕性を有していることを確認した。また月齢ごとに組織切片を作製し、精巣及び卵巣の形態を確認したが、正常な形態を示していた。これらの結果から、変異型MGAの機能は、何らかの理由でPRC1.6の機能が抑制できなかった時のセーフガードシステムや、数多くあるPRC1.6の機能抑制システムの一つとして働いていると結論づけた。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2022 2021 2020

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

  • [Journal Article] Two DNA binding domains of MGA act in combination to suppress ectopic activation of meiosis-related genes in mouse embryonic stem cells2021

    • Author(s)
      Uranishi K, Hirasaki M, Kitamura Y, Mizuno Y, Nishimoto M, Suzuki A, Okuda A.
    • Journal Title

      Stem Cells

      Volume: 39(11) Issue: 11 Pages: 1435-1446

    • DOI

      10.1002/stem.3433

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Identification of germ cell-specific Mga variant mRNA that promotes meiosis via impediment of a non-canonical PRC12021

    • Author(s)
      Kitamura Y, Uranishi K, Hirasaki M, Nishimoto M, Suzuki A, Okuda A.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11(1) Issue: 1 Pages: 9737-9737

    • DOI

      10.1038/s41598-021-89123-5

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Germ cell specific Mga splicing variant might function as a fail-safe in meiotic process2022

    • Author(s)
      北村友佳、浦西洸介、平崎正孝、西本正純、鈴木歩、奧田晶彦
    • Organizer
      第18回幹細胞シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Identification of meiotic germ cell-specific Mga splice variant that functions as a negative regulator of non-canonical PRC1 leading to the promotion of meiotic onset2020

    • Author(s)
      Kitamura Y, Uranishi K, Hirasaki M, Nishimoto M, Suzuki A and Okuda A
    • Organizer
      ISSCR 2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Generation of meiotic germ cell-specific Mga splice variant for promoting meiotic onset via inactivation of non-canonical PRC12020

    • Author(s)
      Kitamura Y, Uranishi K, Hirasaki M, Nishimoto M, Suzuki A and Okuda A
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-07-07   Modified: 2024-03-26  

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