哺乳類胚における全能性の制御に関わる亜鉛シグナルの機能解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Program of totipotency: From decoding to designing |
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| Project/Area Number |
20H05373
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Azabu University |
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Principal Investigator |
伊藤 潤哉 麻布大学, 獣医学部, 教授 (30454143)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 受精 / 全能性 |
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| Outline of Research at the Start |
これまでの研究において，全能性を有する体内由来受精卵の分子メカニズムが十分に明らかになっていない．そこで本研究では，亜鉛トランスポーターを介した亜鉛シグナルが受精卵の発生能，すなわち全能性を制御しているのではないかという仮説を立て，申請者が卵成熟や受精に重要な役割をもつことを明らかにしつつある『亜鉛シグナル』に着目し，亜鉛イオンの輸送を制御する亜鉛トランスポーター遺伝子欠損マウスを用いることで『亜鉛シグナル依存的な哺乳類発生メカニズム』を分子レベルで明らかにする． また得られた知見を元に，亜鉛個体への高い発生能を有する哺乳類胚の作出法に応用する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
哺乳類の受精において，細胞内カルシウムイオンの反復上昇(カルシウムオシレーション)だけでなく，亜鉛イオンの卵外への一過性放出「亜鉛スパーク」が起こることも報告されている．これらのイオンにより，受精および胚発生が制御されていると考えられるがそのメカニズム，特に卵内の亜鉛シグナルの役割についてはほとんど明らかになっていない．亜鉛イオン依存的な受精および胚発生メカニズムを明らかにするために，本年度ははじめに亜鉛イオンの蛍光指示薬を用いて体外受精由来の各ステージの胚を染色した．その結果，体外受精後2前核胚(PN)で亜鉛イオン量は著しく減少した．胚盤胞期胚では亜鉛イオン量が急激に増加することを明らかにした。同様の実験を異なる卵活性化法を用いて行った結果，シクロヘキシミド，SrCl2およびTPENによる人為的卵活性化でも，PNの亜鉛イオン量は減少した。一方，顕微授精由来の2PNは，依然として高い亜鉛イオン量を示した。しかし，胚盤胞では活性化法に関わらず，亜鉛イオン量は急激に増加した．以上のことから，マウス卵子の成熟・受精・活性化・胚発生において，亜鉛イオン量がステージ依存的に変化することが明らかになった．
次に，亜鉛イオンの取り込みに関わる亜鉛トランスポーター(ZIP)遺伝子に着目した．初めにマウス卵子では全14種類のZIPのうち，Zip6およびZip10が高い発現量を示すことを確認した．そこで卵特異的Zip10遺伝子欠損マウスを作製して解析した．Zip10は原始卵胞卵の時期から発現していることをmRNAおよびタンパク質レベルで確認した．また，卵特異的Zip10遺伝子欠損マウス卵および胚内の亜鉛イオン量が著しく低下していることを明らかにした．このことから卵および胚におけるZip10遺伝子依存的な亜鉛シグナルは全能性に重要な役割を持つことが示唆された．
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 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。
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
