2015 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Mechanisms regulating gamete formation in animals |
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| Project/Area Number |
25114004
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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) |
大保 和之 横浜市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (70250751)
原 健士朗 東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (60551546)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 遺伝子 / 幹細胞 / 分化 / クロマチン修飾 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はマウス配偶子幹細胞(GSC)である精子幹細胞の自己複製と分化を制御する細胞内外の遺伝子ネットワークを解明することを目的としている。具体的目的として、①GSC の細胞レベルでの同定、②精巣組織内における挙動のダイナミクスの計測と数理モデルによる解析、③幹細胞ダイナミクスを制御する細胞外因子及びそれを発現する精巣細胞の同定を行っている。26年度までにGFRα1を発現する細胞が幹細胞として機能するダイナミクスを明らかにし(Cell Stem Cell 2014)、GFRα1陽性細胞がNgn3陽性細胞へと分化する過程を制御する細胞外因子の候補因子を複数見出し、それらを発現する特徴ある体細胞を同定した。
27年度は解析を継続して以下の成果を得た。①未分化型精原細胞が分化誘導因子であるレチノイン酸シグナルを受ける際に分化する細胞と未分化にとどまる細胞の運命がレチノイン酸受容体Rargの発現の有無によって決まることを見出した(Development 2015)。②幹細胞の自己複製と分化を制御し、組織ではその数の制御に関わる細胞外因子を同定し、幹細胞数の制御機構の数理モデル化を行った。③GFRα1陽性細胞がNgn3陽性細胞へと分化する過程を制御する細胞外因子の解析を進め遺伝子破壊マウスを作出してその機能を明らかとした。④生体ライブイメージングによって明らかとなった精巣組織内の未分化型精原細胞の動きの定量的解析を行った。⑤Mll2コンディショナルノックアウトマウスから樹立した培養精子幹細胞を用い、Mll2をin vitroで欠損させMll2が特異的に介在しているH3K4me3の修飾部位をゲノムワイドに同定した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
上記のように本研究の目的に向かって成果が着実に得られている。具体的には、幹細胞の自己複製と分化を制御する複数の細胞外因子とその発現細胞を同定した。また、精原細胞の動きは我々が見出した新規の現象で今後の研究の展開が期待できる。これらはいずれも新規の知見であり、本研究期間においてインパクトのある公表が期待される段階にある。以上により、概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までの研究を継続し以下の解析を行う。①幹細胞の自己複製と分化を制御する細胞外因子とその発現細胞の解析、②それに応答する幹細胞の機能と遺伝子発現制御の解析、③幹細胞の動きの解析とその意味の追求、④Mll2欠損精原細胞において未分化型から分化型精原細胞への移行が強く障害される原因となるMll2が介在するゲノム修飾の変化の解析。
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[Journal Article] DNA methylation and gene expression dynamics during spermatogonial stem cell differentiation in the early postnatal mouse testis.2015
Author(s)
N. Kubo, H. Toh, K. Shirane, T. Shirakawa, H. Kobayashi, T. Sato, H. Sone, Y. Sato, S. Tomizawa, Y. Tsurusaki, H. Shibata, H. Saitsu, Y. Suzuki, N. Matsumoto, M. Suyama, T. Kono, K. Ohbo and H. Sasaki
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Journal Title
BMC Genomics
Volume: 16
Pages: 624
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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