2018 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of repertoire dynamics of germ cell development
| Project Area | Ensuring integrity in gametogenesis |
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| Project/Area Number |
18H05551
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
吉田 松生 基礎生物学研究所, 生殖細胞研究部門, 教授 (60294138)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 隼明 広島大学, 生物圏科学研究科, 助教 (30613723)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| Keywords | 生殖細胞 / レパートリー / 細胞系譜 / バーコーディング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、発生過程において機能的な配偶子を作り出す生殖細胞レパートリーの動態を経時的定量的に解明する。配偶子インテグリティの構築におけるレパートリー動態の生物学的意義を解明するとともに、in vitro gametogenesisのインテグリティ構築に貢献する。2018年度は以下の研究を行った。まず、最近開発された遺伝子バーコーディング法を用いて、マウス胎児中で正常に発生している多数の生殖細胞を一つ一つの系譜を区別して追跡する実験系の構築を行った。他の系譜追跡実験で実績のある3種類のマウス系統を用いたところ、生殖細胞非特異的かつ薬剤非依存的なリーク活性によってバーコードが生成されてしまうという、当初想定できなかったバーコーディングに特有の問題が明らかとなった。この対策として、新規のトランスジェニックマウス系統を作出した結果、上記の問題が克服されたことを示唆する結果を得た。ついで、ほ乳類と異なる生殖細胞発生様式を示す鳥類（ニワトリ）において、初期胚血液中から分離・蛍光標識した生殖細胞を移植し、細胞系譜を定量的に解析できる実験系を確立した。また、ニワトリ初期胚由来生殖細胞の培養系を確立し、生殖細胞株を樹立した。さらに、in vitro gametogenesisのインテグリティ構築における重要なパラメータとして温度に注目して、様々な温度条件で精巣の器官培養を行おこなった。その結果、減数分裂過程が障害を受ける温度閾値が存在すること見出した。以上の研究は、本新学術領域の他の計画研究及び海外（独国及び英国）と共同で遂行した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
上記のように、2018年度にはバーコーディング実験に特有の予期できない問題が生じたために新たなマウス系統を作出するための時間を要し、区分3と判断する。しかし、この問題は概ね克服できたと考えられる他、本研究計画全般については総じて順調に進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の2年目にあたる2019年度以降、初年度の2018年度に築いた成果を基盤として研究を発展させる。具体的には、様々なタイミングで導入したバーコードを様々なタイミングで解析して、マウス生殖細胞発生におけるレパートリーの動態を明らかにする実験を進める。鳥類については、ニワトリ培養生殖細胞株への遺伝子導入・選別を行い、移植によって次世代で恒常的にGFPを発現する遺伝子導入ニワトリを作出する。さらに、高温条件が減数分裂に異常を引き起こすことでin vitro gametogenesisのインテグリティを脅かすメカニズムを分子レベルで解析する。
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[Journal Article] Competition for Mitogens Regulates Spermatogenic Stem Cell Homeostasis in an Open Niche.2019
Author(s)
Y. Kitadate, D.J. Jorg, M. Tokue, A. Maruyama, R. Ichikawa, S. Tsuchiya, E. Segi-Nishida, T. Nakagawa, A. Uchida, C. Kimura-Yoshida, S. Mizuno, F. Sugiyama, T. Azami, M. Ema, C. Noda, S. Kobayashi, I. Matsuo, Y. Kanai, T. Nagasawa, Y. Sugimoto, S. Takahashi, B.D. Simons and S. Yoshida
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Journal Title
Cell Stem Cell
Volume: 24
Pages: 1-2
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] mDia1/3 generate cortical F-actin meshwork in Sertoli cells that is continuous with contractile F-actin bundles and indispensable for spermatogenesis and male fertility.2018
Author(s)
S. Sakamoto, D. Thumkeo, H. Ohta, Z. Zhang, S.R. Huang, P. Kanchenawong, T. Fuu, S. Watanabe, K. Shimada, Y. Fujihara, S. Yoshida, M. Ikawa, N. Watanabe, M. Saitou and S. Narumiya
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Journal Title
Plos Biology
Volume: 16
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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