生殖幹細胞の増殖から減数分裂移行を制御するシグナル伝達クロストーク

• Project Area: Cell Proliferation Control
• Project/Area Number: 22019018
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 中馬 新一郎 京都大学, 再生医科学研究所, 准教授 (20378889)
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2011: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2010: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: 生殖細胞 / 減数分裂 / シグナル伝達 / ゲノム / 発生

Research Abstract

生殖細胞の体細胞型分裂-減数分裂の転換とそのサイクルは個体発生と種の継続の根幹である。真核生物では単細胞生物から多細胞生物までゲノム半数体化と受精の基本システムは保存されている一方、減数分裂開始の制御機構は各生物種の生育環境、生体内環壌等によって大きく異なっている。研究代表者はマウス雄生殖幹細胞株が体細胞型増殖周期から減数分裂へ移行するユニークな培養実験条件を作出した。本研究計画では同培養実験系を解析の中心として、生殖幹細胞の増殖因子により減数分裂移行が抑制される一方、レチノインを介した転写制御により細胞自律的に減数分裂が誘導される事を明らかにし、レチノイン酸レセプターおよびRNAポリメラーゼの協調、エピゲノム修飾のグローバルな時系列変化をChIP-seq実験を行い、その転写制御ネットワークを推定、解析した。またゲノムワイドなmRNA発現制御とLC MS/MS質量分析によりクロマチン構造変換を包括的に調べ、生殖細胞の体細胞型増殖-減数分裂の移行とゲノムーエピゲノム制御の連携を明らかにし、生殖幹細胞株を用いた遺伝子機能獲得、抑制実験及び生体精巣への移植等により、減数分裂制御シグナルのクロストークとエピスタシスの解析を進めた。これらの成果は研究の遅れている哺乳類減数分裂の切期制御における分子ネットワークを解明する上で重要な実験系を作出すると共にその分子基盤となる知見を供するものである。

Research Products

• [Journal Article] Human PSF concentrates DNA and stimulates duplex capture in DMC1-mediated homologous pairing (2011)
  • Author(s): Morozumi Y, et al
  • Journal Title: Nucleic Acids Res Volume: 40 Issue: 7 Pages: 3031-3041
  • DOI: 10.1093/nar/gkr1229
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Miwi catalysis is required for piRNA amplification-independent LINE1 transposon silencing (2011)
  • Author(s): Reuter M, et al
  • Journal Title: Nature Volume: 480 Issue: 7376 Pages: 264-267
  • DOI: 10.1038/nature10672
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tudor domain containing 7 (Tdrd7) is essential for dynamic ribonucleoprotein (RNP) remodeling of chromatoid bodies during spermatogenesis (2011)
  • Author(s): Tanaka T, et al
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci USA Volume: 108 Issue: 26 Pages: 10579-10584
  • DOI: 10.1073/pnas.1015447108
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] MITOPLD Is a Mitochondrial Protein Essential for Nuage Formation and piRNA Biogenesis in the Mouse Germline (2011)
  • Author(s): Watanabe T
  • Journal Title: Dev Cell Volume: 20 Pages: 364-375
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] TDRD5 is required for retrotransposon silencing, chromatoid body assembly, and spermiogenesis in mice (2011)
  • Author(s): Yabuta Y
  • Journal Title: J Cell Biol Volume: 192 Pages: 781-795
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] MVH in piRNA processing and gene silencing of retrotransposons (2010)
  • Author(s): Kuramochi-Miyagawa S, et al
  • Journal Title: Genes Dev Volume: 24 Pages: 887-892
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Mammalian tudor related genes in the male germline (2011)
  • Author(s): Chuma S
  • Organizer: 44th meeting of society for the study of reproduction
  • Place of Presentation: Portland, USA(招待講演)