ゼブラフィッシュ突然変異体を用いた減数分裂制御因子の単離・同定

• Project Area: The germline: its developmental cycle and epigenome network
• Project/Area Number: 23013023
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: National Institute of Genetics
• Principal Investigator: 酒井 則良 国立遺伝学研究所, 系統生物研究センター, 准教授 (50202081)
• Project Period (FY): 2011 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥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 / 精子形成 / シナプトネマ構造 / ENU変異体 / ゼブラフィッシュ / ポジショナルクローニング

Research Abstract

脊椎動物における減数分裂過程の分子機構を解明することを目的に、変異誘発剤ENUによるゼブラフィッシュの変異体で、第一減数分裂のプレレプトテンで異常を示す変異体itsの1系統と、レプトテン-ザイゴテン期で異常を示す変異体isa,imoの2系統の解析を行った。平成23年度にisaの変異遺伝子がシナプトネマ構造タンパク遺伝子sy(rp1であることが見つかったため、この変異体を中心に解析を進めた。Sypc1のリコンビナントタンパクから抗体を作成し、免疫組織化学を行ったところ、正常精母細胞ではレプトテン後期から発現が始まり、別のシナプトネマ構造タンパクSycp3とそのシグナルは完全に一致した。isa変異体ではその発現は消失しており、表現型の異常はこのタンパク質の欠失によるものと考えられる。現在、上流10Kbをもつsycp1遺伝子のクローニングを終え、この正常遺伝子の導入による変異体救済実験で最終的な検証を行っている。加えて、この変異体の精母細胞を培養して分化能を解析した。in vivoではパキテン期以降の生殖細胞はほとんど認められないのに対して、培養系では鞭毛をもった精子まで分化し、受精能をもつことも分かった。これは、シナプトネマ構造による染色体対合が精子への分化に必須ではない可能性を示すものである。
一方、its変異体では連鎖解析で狭められた原因遺伝子候補領域のほぼすべての遺伝子、imo変異体では約半数ほどの遺伝子の塩基配列を決定したが、まだ変異遺伝子は見つかっていない。また、別の視点から減数分裂を調べる目的でテロメアin situ hybridization法を立ち上げ、これら2系統の精原細胞でテロメア形成を調べたが、異常は認められなかった。今後、プロモーター等の領域まで範囲を広げて塩基配列を行い、原因遺伝子の同定を進める予定である。

Research Products

• [Journal Article] Establishment of testicular and ovarian cell lines from Honmoroko (Gnathopogon caerulescens) (2013)
  • Author(s): Koyama, Y., Higaki, S., Fujioka, Y., Sakai, N., Takada, T.
  • Journal Title: Fish Physiol Biochem Volume: 39 Pages: 701-711
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Production of zebrafish offspring from cultured spermatogonial stem cells (2012)
  • Author(s): Kawasaki, T., Saito, K., Sakai, C., Shinya, M., Sakai N.
  • Journal Title: Genes to Cells Volume: 17 Issue: 4 Pages: 316-325
  • DOI: 10.1111/j.1365-2443.2012.01589.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Isolation and cytogenetic characterization of zebrafish meiotic prophase I mutants (2011)
  • Author(s): Saito, K., Siegfried, KR., Nusslein-Volhard, C., Sakai, N.
  • Journal Title: Developmental Dynamics Volume: 240 Issue: 7 Pages: 1779-1792
  • DOI: 10.1002/dvdy.22661
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ゼブラフィッシュ減数分裂異常変異体の解析 (2012)
  • Author(s): 酒井則良
  • Organizer: 「生殖系列の世代サイクルとエピゲノムネットワーク」第5回班会議シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都市
  • Year and Date: 2012-11-22
• [Presentation] ゼブラフィッシュ精子形成異常突然変異体の解析 (2011)
  • Author(s): 酒井則良
  • Organizer: 「生殖系列の世代サイクルとエピゲノムネットワーク」第4回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪市
  • Year and Date: 2011-11-18
• [Remarks]
  • URL: http://www.nig.ac.jp/section/sakai/sakai-j.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.nig.ac.jp/section/sakai/sakai-j.html