体外栄養源による配偶子幹細胞の発生進行制御機構の解明

• Project Area: Regulatory Mechanism of Gamete Stem Cells
• Project/Area Number: 21116502
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 福山 征光 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助教 (20422389)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2010: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2009: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
• Keywords: 配偶子幹細胞 / インスリン / AMPK / 線虫 / 遺伝学

Research Abstract

本研究では、線虫(C.elegans)の生殖腺前駆体において、配偶子幹細胞とニッチ細胞の体外栄養源に応答する機構を分子レベルで解明することを目標とし、これまでにpten-ampk-TORC1経路が細胞自律的、すなわち生殖幹細胞内で機能すること、また、体外栄養源として必須アミノ酸とエタノールあるいはエタノールの代わりに脂肪酸混合物を添加することにより生殖幹細胞の休眠を解除する知見を得ていた。ptenはインスリンやPDGFなどの成長因子のシグナルを負に制御していることや、成長因子の中でも哺乳動物のIGF-1はアミノ酸によって転写が促進される知見があることから、線虫では、エタノールや必須アミノ酸などの栄養源に応答してインスリン/IGF-1様リガンドの転写活性が亢進し、下流のインスリン/IGF-1-TORC1経路を活性化して配偶子幹細胞が休眠解除されるという仮説を立てた。そこでqRT-PCR法により飢餓条件下とエタノール、必須アミノ酸、その両方の栄養源を与えた条件における40存在するインスリン/IGF-1様リガンドの転写産物量を比較したところ、複数のリガンドが栄養に応答して増えていることが認められた。これらの栄養に応答するインスリン/IGF-1様リガンドのいずれかが配偶子幹細胞の休眠解除を促進すると考えられるが、それらの単独変異体は不妊の表現系を示さないことからリダンダントに機能していると考えられる。今後、多重変異体や過剰発現の表現系を精査することにより、配偶子幹細胞の休眠解除に関わるインスリン/IGF-1様リガンドを同定できることが期待できる。

Research Products

• [Journal Article] The Arf-like GTPase Ar18 Mediates Delivery of Endocytosed Macromolecules to Lysosomes in Caenorhabditis elegans (2010)
  • Author(s): 中江郁青、藤野知子、小林哲夫、佐々木文佳、菊香順文、福山征光、安藤恵子、三谷昌平、紺谷圏二、堅田利明
  • Journal Title: Molecular Biology of the Cell Volume: 21 Pages: 2434-2442
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] アミノ酸シグナル伝達に介在するGタンパク質Rag (2010)
  • Author(s): 春日秀文、福山征光、堅田利明
  • Journal Title: 細胞 Volume: 42 Pages: 20-23
• [Presentation] 線虫C.elegansを用いた低分子量Gタンパク質Ragの機能解析 (2010)
  • Author(s): 壹岐和哉、伊藤有佳子、下村裕美、梶保博昭、福山征光、紺谷圏二、堅田利明
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会年会 第83回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸国際展示場(兵庫県)
  • Year and Date: 2010-12-10
• [Presentation] C.elegansの体細胞群と生殖細胞における異なる休眠制御機構 (2010)
  • Author(s): 福山征光、春日秀文、伊藤由佳子、壱岐和哉、Ann Rougvie、堅田利明
  • Organizer: 日本動物学会 第81回大会
  • Place of Presentation: 東京大学(東京都)
  • Year and Date: 2010-09-23
• [Presentation] Foxo and RagA link multiple blast cell lineages with nutrients to coordinate somatic development in C.elegans (2010)
  • Author(s): 福山征光、春日秀文、朴梨瑛、佐久間健介、長屋涼太郎、下村裕美、Ann Rougvie、紺谷圏二、堅田利明
  • Organizer: 第4回東アジアC.エレガンス学会
  • Place of Presentation: 国立オリンピックセンター(東京都)
  • Year and Date: 2010-07-12
• [Presentation] Foxo and RagA link multiple stem cell lineages to coordinate somatic development in C.elegans (2010)
  • Author(s): 福山征光、朴梨瑛、佐久間健介、春日秀文、下村裕美、Ann Rougvie、紺谷圏二、堅田利明
  • Organizer: 第43回日本発生生物学会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都)
  • Year and Date: 2010-06-21
• [Presentation] The insulin/IGF signaling and Rag-mediated pathways couple mutrients and stem cell quiescence in C.elegans (2009)
  • Author(s): 福山征光, 他
  • Organizer: 第32回 日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2009-12-12
• [Presentation] Distinct control of survival, and somatic and germline development during L1 diapause by the insulin/IGF signaling and AMPK pathways (2009)
  • Author(s): 福山征光, 他
  • Organizer: 第17回国際C.エレガンス学会
  • Place of Presentation: カリフォルニア大学ロスアンゼルス校(米国・ロスアンゼルス)
  • Year and Date: 2009-06-26
• [Presentation] The Arf-like ARL-8 GTPase ARL-8 is required for lysosome biogenesis in C.elegans (2009)
  • Author(s): 中江郁青、福山征光, 他
  • Organizer: 第17回国際C.エレガンス学会
  • Place of Presentation: カリフォルニア大学ロスアンゼルス校(米国・ロスアンゼルス)
  • Year and Date: 2009-06-22