糖質代謝調節が胎児の生殖細胞形成・分化に与える影響とその仕組み
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22K06245
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 44020:Developmental biology-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
林 陽平 東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (00588056)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 始原生殖細胞 / 代謝調節 / エピゲノム制御 / 栄養 / 代謝 / エピゲノム |
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| Outline of Research at the Start |
申請者はこれまでに、糖質がN-アセチルグルコサミン（GlcNAc）へと変換され、タンパク質に付加されるO-GlcNAc化反応により始原生殖細胞形成を制御することを明らかにしたが、その詳細な分子メカニズム、および母体栄養の胎仔生殖細胞形成への影響は未だ明らかになっていない。そこで本研究では、始原生殖細胞形成時にO-GlcNAc化される標的タンパク質の特定と解析を通して、多能性幹細胞から始原生殖細胞へと運命決定が起こる際に、糖質代謝がどのような役割を果たすか、また糖質代謝を調整する食事を妊娠母体に供与した場合、胎児の生殖細胞形成・分化がどのような影響を受けるかを明らかにすることを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、タンパク質の糖付加修飾による始原生殖細胞の形成制御の仕組みを明らかにするため、その標的タンパク質と制御機構の解明を進めた (i)。また、妊娠マウスへの糖質制限食給餌による胎仔始原生殖細胞形成の低下が、タンパク質の糖付加修飾やエピゲノム状態の変化を介したものであるか、またそうだとしたらその影響は生殖細胞分化のどの段階まで維持されるのか、といった課題に取り組んだ (ii) 。
(i) 培養下でマウス始原生殖細胞を分化誘導時に糖付加修飾をうけるタンパク質の同定とその制御機構：申請者は今年度、ヒストンのメチル化制御因子や転写因子等、複数のタンパク質が始原生殖細胞において糖付加修飾を受けることを、始原生殖細胞のタンパク質抽出液を用いた免疫沈降法により見出した。また、これらのタンパク質の糖付加修飾はタンパク質の安定性を増強することを、見出した。
(ii) 妊娠マウスへの低糖質ダイエット給餌による始原生殖細胞形成への影響の解析：低糖質、高脂肪のケトン食餌を妊娠マウスに給餌すると、妊娠マウスの血糖値の低下が見られ、その胎仔の始原生殖細胞形成が低下することを見出している。本研究では、この現象に(i) で示したような糖付加修飾の低下やヒストンメチル化の変動が関与していると考え、解析を進めた。始原生殖細胞が形成される胎齢7.0日付近の胚において、通常給餌、あるいはケトン食給餌した妊娠マウスから分取した胚において、これらの指標を免疫染色により比較し、糖付加修飾およびヒストンメチル化の変動を確認した。
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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
本年度目標にしていた、始原生殖細胞において糖付加修飾を受けるタンパク質の同定、および糖質制限食を給餌した母体マウス由来の胎仔の始原生殖細胞における糖付加修飾の低下、エピゲノムの変化を確認できたことから、順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
(i) 培養下でマウス始原生殖細胞を分化誘導時に糖付加修飾をうけるタンパク質の同定とその制御機構：本年度に糖付加修飾を受けることが明らかになったタンパク質について、どのような仕組みで始原生殖細胞の形成を制御しているかを解析する。
(ii) 妊娠マウスへの低糖質ダイエット給餌による始原生殖細胞形成への影響の解析：低糖質、高脂肪のケトン食餌を妊娠マウスに給餌すると、胎仔始原生殖細胞の糖付加修飾やエピゲノム変化が見られた。このような変化がその後の発生においてどのような時期まで維持されるのかを、精巣、卵巣解析により明らかにする。
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Report
(1 results)
Research Products
(6 results)
