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生殖細胞における減数分裂特異的染色体分配因子の解析

Publicly Offered Research

Project AreaThe germline: its developmental cycle and epigenome network
Project/Area Number 23013008
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

石黒 啓一郎  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助教 (30508114)

Project Period (FY) 2011 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥6,200,000 (Direct Cost: ¥6,200,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2011: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Keywords減数分裂 / 染色体分配 / 生殖細胞 / 細胞分裂 / 染色体
Research Abstract

コヒーシンサブユニットRad21Lは、精原細胞および胎生期卵原細胞の減数分裂前期においてAxial elementに局在することが判明している。興味深いことに、この局在はRec8型コヒーシンと相互排他的なパターンを示していることが判明した。これらの結果から、減数分裂の前期に見られるRad21L型およびRec8型コヒーシンの相互排他的な局在パターンがバーコードの様に作用して、相同染色体のpairingに関与しているのではないかと推測された。Rad21L欠損マウスを用いて相同染色体のペアリングへの寄与についてFISH法を用いて検討を行った。またシナプトネマ複合体の形成過程について電子顕微鏡による解析を行った。さらにSpo11によるDNA二重鎖切断及びRad51/DMCによる組換え反応素過程に欠陥が見られないか検討した。その結果、それぞれのコヒーシンの欠損により、Axial Element構造および相同染色体の対合に部分的な異常が見られ、さらにRAD21LおよびREC8の二重欠損株ではAxial Elementの形成および相同染色体の対合がほぼ完全に消失した。RAD21L,REC8,Sun1,Scp3,Spo11欠損マウスを用いた減数分裂初期のAxial Element構造および相同染色体のペアリングついての比較解析の結果、Rad21LがDSB非依存のペアリング機構に関与していることが判明した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

RAD21LまたはREC8欠損マウスを用いた減数分裂初期のAxial Element構造および相同染色体のペアリングついて比較解析を遂行することができた。その結果、それぞれのコヒーシンの欠損により、Axial Element構造および相同染色体の対合に異常が見られることが明らかとなった。このことは電子顕微鏡の解析からも明らかとなった。さらにSun1,Scp3,Spo11欠損マウスやRAD21LまたはREC8とSpo11二重欠損マウスを用いた総合的な解析からDSB非依存のペアリング機構が見出された。当初の計画以上の成果を達成することができた。

Strategy for Future Research Activity

Rad21L型コヒーシンはもうひとつの減数分裂特異的Rec8型コヒーシンと局在パターンやクロマチンへの結合のタイミングにおいて相違が見られるので、ゲノム上の局在位置を同定するためChip-seq法を用いた解析が必要である。さらにRAD21LおよびREC8欠損マウスにおいては姉妹染色体の接着様式に違いが見られたため、これの形成に関する分子機構の解析が今後の課題となった。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2013 2012

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Studying Meiosis・Specific Cohesins in Mouse Embryonic Oocytes2013

    • Author(s)
      Kim J., et al.
    • Journal Title

      Methods in Molecular Biology

      Volume: 957 Pages: 47-57

    • DOI

      10.1007/978-1-62703-191-2_3

    • ISBN
      9781627031905, 9781627031912
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A conserved KASH domain protein associates with telomeres, SUN1, and dynactin during mammalian meiosis.2012

    • Author(s)
      Morimoto A., et al.
    • Journal Title

      Journal of Cell Biology

      Volume: 198(2) Issue: 2 Pages: 165-172

    • DOI

      10.1083/jcb.201204085

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Cohesin mediates DSB-independent homolog pairing in mouse meiosis2012

    • Author(s)
      Kei-ichiro Ishiguro
    • Organizer
      日本分子生物学会ワークショップ
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-12-13
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] The REC8- and RAD21L-cohesins promote the initial homolog pairing in mouse spermatocytes.2012

    • Author(s)
      Kei-chiro Ishiguro
    • Organizer
      Gordon Research Conference Meiosis
    • Place of Presentation
      Colby-Sawyer College (U.S.A.)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-06-03
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-04-06   Modified: 2019-07-29  

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