卵母細胞核小体によるヘテロクロマチン確立機構の解明

• Project Area: Functions of non-coding DNA region for genome integrity
• Project/Area Number: 24114510
• 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: Kyoto University
• Principal Investigator: 大串 素雅子 京都大学, 白眉センター, 助教 (50437505)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥12,220,000 (Direct Cost: ¥9,400,000、Indirect Cost: ¥2,820,000); Fiscal Year 2013: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000); Fiscal Year 2012: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
• Keywords: 核小体 / 卵母細胞 / ヘテロクロマチン / 哺乳類 / 生殖細胞 / クロマチン

Research Abstract

核小体はタンパク質合成を担うリボソームの構築を行う細胞小器官として古くから知られているが近年それ以外の機能も示唆されており核小体に含まれる成分・役割に関して不明な点が多い。我々は卵母細胞核小体成分のない受精卵が受精後のクロマチン構築に異常を生じることから、卵母細胞核小体がクロマチン構築を制御することで染色体構造の維持、安定な伝播に関与することを示唆した。本研究では卵母細胞核小体に含まれるRNAを同定し染色体構造維持、安定な伝播に関与する因子を同定することを目的としている。
まず、顕微操作により核小体を単離しProtease, RNase, DNase溶液中に置くとDNase溶液中では核小体構造に変化はなかったがProtease, RNase溶液中ではすぐその構造が消失した。つまり卵母細胞核小体構造にはタンパク質とRNAが必要であることを確認した。また、一つの核小体に0.5 pgの20-200 bpに分布するsmall RNAが含まれることをBioanalyzerにより同定した。少量のマウス卵母細胞核小体からRNA seqによってRNA成分を同定することを開始し、現在RNA seq用のライブラリーを構築しsequenceを開始しようとしている。また、より高効率にゲノム編集を行えるCRISPR法を用いてノックアウト・ノックインマウスを作成することに成功した。今後は核小体中に含まれるsmall RNA成分を同定しその機能を解析していく。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Offspring from oocytes derived from in vitro primordial germ cell-like cells in mice (2012)
  • Author(s): Hayashi, K., Ogushi, S., Kurimoto, K., Shimamoto, S., Ohta, H., Saitou, M
  • Journal Title: Science Volume: 338 Issue: 6109 Pages: 971-975
  • DOI: 10.1126/science.1226889
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nucleoli from two-cell embryos support the development of enucleolated germinal vesicle oocytes in the pig (2012)
  • Author(s): Kyogoku, H., Ogushi, S., Miyano, T.
  • Journal Title: Biology of Reproduction Volume: 87 Issue: 5 Pages: 1131-6
  • DOI: 10.1095/biolreprod.112.103119
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of proteasome inhibitors on the nucleolar size of porcine oocytes. (2012)
  • Author(s): Jitsukawa M, Kyogoku H, Ogushi S, Miyano T.
  • Journal Title: Journal of Reproduction and Development Volume: 58 Pages: 162-166
  • NAID: 10030407716
  • Peer Reviewed
• [Presentation] The maternal nucleolus controls the chromatin organization at the zygote's first cell cycle (2013)
  • Author(s): Sugako OGUSHI
  • Organizer: World Class University, Biomodulation Symposium "From Germplasm to Cloning"
  • Place of Presentation: Seoul National University, Seoul, Korea
  • Invited
• [Presentation] “Nucleoplasmin2 in the maternal nucleolus is the critical factor for the higher-chromatin organization after fertilization.” (2012)
  • Author(s): Ogushi S, Yamagata K, Wakayama T, Saitou M.
  • Organizer: The 35th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan, Workshop “Egg-Cell Biology with Cutting-Edge Technologies”
  • Place of Presentation: Fukuoka, JAPAN
  • Year and Date: 2012-12-13
  • Invited
• [Presentation] Maternal nucleolus governs the higher chromatin organization after fertilization. (2012)
  • Author(s): Ogushi S, Yamagata K, Wakayama T, Saitou M.
  • Organizer: SRD-NIAS the 2nd Japan-Czech Joint Symposium “Understanding the Germ Cell Potential”
  • Place of Presentation: Tokyo, JAPAN
  • Year and Date: 2012-09-10
• [Presentation] Production of fertile gametes from mouse pluripotent stem cells. (2012)
  • Author(s): Hayashi K, Ogushi S, Shimamoto S, Saitou M.
  • Organizer: SRD-NIAS the 2nd Japan-Czech Joint Symposium “Understanding the Germ Cell Potential”
  • Place of Presentation: Tokyo, JAPAN
  • Year and Date: 2012-09-10
• [Remarks] SRD Young Investigation Award
  • URL: http://reproduction.jp/NewHP/SRDAward/2013.html
• [Remarks] 共同研究成果：体外培養にて得られた始原生殖細胞に由来する卵子からのマウス産出に成功しました
  • URL: http://www.hakubi.kyoto-u.ac.jp/02_mem/sei.html