Establishment of an in vitro culture system for Drosophila germline stem cells

Publicly Offered Research

Project Area	Ensuring integrity in gametogenesis
Project/Area Number	21H00236
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	National Institute of Genetics
Principal Investigator	齋藤都暁国立遺伝学研究所, 遺伝メカニズム研究系, 教授 (30423396)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2023-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000) Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2021: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Keywords	生殖細胞 / 培養細胞 / 腫瘍 / ショウジョウバエ / 配偶子 / 培養細胞株 / 薬剤耐性遺伝子
Outline of Research at the Start	安定的なショウジョウバエ由来生殖細胞株の確立を目指す。これまでもショウジョウバエは生殖細胞研究において重要な役割を果たしてきたが、安定な生殖細胞由来培養細胞株が無いため、生殖細胞が持つ特性や配偶子形成機構などの詳細に技術的に迫ることが出来ていない状況にある。本研究でショウジョウバエ由来の生殖細胞株が確立されれば、上述の課題が達成される他、哺乳類などの他生物種との共通点や相違点が明らかになると期待される。また確立した培養細胞株の遺伝子発現プロファイルや細胞の維持に重要なシグナル経路の同定につながり、例えばヒトなどの配偶子インテグリティを向上させる技術の開発につながる可能性がある。
Outline of Annual Research Achievements	2021年度に作成したVasa-tdTomato-Puro系統を用いて胚由来始原生殖細胞のin vitro培養を試みた。数日は安定してPGC様細胞が増えるもののその後は細胞死が起こることが判明した。胚、幼虫、成虫からそれぞれ単離、培養も試みたが、一時的に細胞が増加するものの、細胞株として確立することは困難であった。以上の課題は研究開始当初から想定されていたことから代替となる細胞株の樹立も並行して進めた。はじめに、生殖細胞と同様の遺伝子発現プロファイルが観察されるL(3)mbt遺伝子ノックアウトハエに着目した。L(3)mbt遺伝子ノックアウトハエでは、脳などの体細胞株で顕著に生殖細胞由来遺伝子が発現すること、さらに、脳においてTumor様の細胞塊が形成されることが報告されていた。この知見をもとに、L(3)mbt遺伝子のパートナー遺伝子を探索し、CG2662(Lint-Oと命名)を同定した。Lint-O遺伝子ノックアウトハエでは、L(3)mbt遺伝子ノックアウトハエと同様に、脳において、生殖細胞で本来特異的に発現する遺伝子群が異所的に発現すること、さらに、Tumor様の細胞塊が生じることを見出し、報告した(Yamamoto-matsudaら)。このtumor様の細胞塊を単離し、新たな培養株の作成を試みるため、Lint-O変異を持つハエと、Vasa-tdTomato-Puroを発現するノックイン系統との掛け合わせを行い、系統作成が完了した。この系統を用いて、今後、新規生殖細胞様培養細胞が樹立できることを期待している。
Research Progress Status	令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和4年度が最終年度であるため、記入しない。