2017 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular networks regulating mouse primordial germ cell development
| Project Area | Mechanisms regulating gamete formation in animals |
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| Project/Area Number |
25114003
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
松居 靖久 東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (40241575)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 始原生殖細胞 / 多能性幹細胞 / プラナリア / ニワトリ / ゼブラフィッシュ / Max / Dnd1 / エネルギー代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、始原生殖細胞(PGC)と多能性幹細胞の違いを生み出している遺伝子ネットワークを明らかにし、さらに他の動物種での分子機構の類似性を検討することを目的とする。転写因子のMaxは、マウスES細胞において生殖細胞特異的遺伝子の発現を抑制するが、プラナリアでは、Maxの生殖細胞特異的遺伝子発現抑制への寄与は小さいこと、しかし当初、予想しなかった結果として、Maxが無性生殖により増える際に起こす個体の分裂を促進する働きがあることがわかった。またゼブラフィッシュでも、初期胚内でMaxの生殖細胞遺伝子の発現抑制に関する働きは確認できなかったが、PGCの維持に必要であることが示唆された。これらの結果から、Maxによる生殖細胞特異的遺伝子の発現抑制は種間での保存性はないが、種ごとに異なる機能があることがわかった。一方、PGCと多能性幹細胞の関連について、マウスES細胞でMaxがDNAメチル化、およびヒストンH3K9me3を介して生殖細胞特異的遺伝子発現を抑制していることを明らかにした。さらにPGCの再プログラム化を経ておこる奇形腫形成を阻害するDnd1が、マイクロRNAの阻害によりヒストンH3K27メチル化酵素の発現を維持し、それにより細胞増殖を抑制するサイクリンD遺伝子の発現を保つことにより、奇形腫形成を抑制することを明らかにした。また初期奇形腫細胞から多能性幹細胞が樹立できることを見いだし、奇形腫形成の初期段階で生殖細胞が多能性幹細胞へ変化していることが示唆された。一方、マウスPGCと多能性幹細胞で発現が顕著に異なる遺伝子を選択し、その候補遺伝子の１つが、Gタンパク質シグナルを抑制する遺伝子の発現抑制を介して、始原生殖細胞の再プログラム化を促進することがわかった。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Dnd1-mediated epigenetic control of teratoma formation in mouse.2018
Author(s)
Gu, W., Mochizuki, K., Otsuka, K., Hamada, R., Takehara, A., Matsui, Y.
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Journal Title
Biology Open
Volume: 7
Pages: bio030106
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Cryopreservation of male and female gonial cells by vitrification in the critically endangered cyprinid honmoroko Gnathopogon caerulescens.2018
Author(s)
Higaki, S., Todo, T., Teshima, R., Tooyama, I., Fujioka, Y., Sakai, N., Takada, T
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Journal Title
Fish Physiology and Biochemistry
Volume: 44
Pages: 503-513
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] The feminizing effect is an inherent property of germ cells in the teleost fish medaka.2018
Author(s)
Nishimura, T., Yamada, K., Fujimori, C., Kikuchi, M., Kawasaki, T., Siegfried, K. R., Sakai, N., Tanaka, M.
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Journal Title
PLOS Genetics
Volume: 14
Pages: e1007259
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Distinct requirements for energy metabolism in mouse primordial germ cells and their reprogramming to embryonic germ cells.2017
Author(s)
Hayashi, Y., Otsuka, K., Ebina, M., Igarashi, K., Takehara, A., Matsumoto, M., Kanai, A., Igarashi, K., Soga, T., Matsui, Y.
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Journal Title
Proceedings of National Academy of Science, USA.
Volume: 114
Pages: 8286-8294
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Successful vitrification of whole juvenile testis in the critically endangered cyprinid honmoroko (Gnathopogon caerulescens).2017
Author(s)
Higaki, S., Kuwata, N., Tanaka, K., Tooyama, I., Fujioka, Y., Sakai, N., Takada, T.
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Journal Title
Zygote
Volume: 25
Pages: 652-661
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Distinct requirements of energy metabolisms in mouse primordial germ cell specification annd its reprogramming.2017
Author(s)
Y. Hayashi, K.Itsuka, M. Ebina, K. Igarashi, A. Takehara, M. Matsumoto, A. Kanai, K. Igarashi, T. Soga, Y.Matsui.
Organizer
Tohoku Forum for Creativity, Thematic Program 2017, Aging Science:from Molecules to Society
Int'l Joint Research
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