生殖系列発生過程における高次遺伝子発現制御の包括的解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15080209
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 阿部 訓也 独立行政法人理化学研究所, 動物変異動態解析技術開発チーム, チームリーダー (40240915)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鵜川 義弘 宮城教育大学, 環境教育実践研究センター, 助教授 (20232803) ; 三瀬 名丹 独立行政法人理化学研究所, 動物変異動態解析技術開発チーム, 開発研究員 (00360644) ; 清澤 秀孔 独立行政法人理化学研究所, 動物変異動態解析技術開発チーム, 開発研究員 (30295422)
• Keywords: 始原生殖細胞 / 遺伝子発現 / 発生分化 / cDNA解析 / マイクロアレイ

Research Abstract

始原生殖細胞発生全過程、全能性胚細胞における遺伝子発現研究のため、これらの細胞特異的にレポーターを発現するマウスを用いて、始原生殖細胞発生のほぼすべての段階からPGCを単離し、それを材料に16種類のcDNAライブラリーを作製した.これまで、6種の発生段階のライブラリーから計8万クローンを単離し、18000余のEST配列を取得し,その分類を行った.PGC cDNAライブラリー中には新規遺伝子、PGC特異的発現を示す遺伝子が多数含まれることが明らかとなったが,既知遺伝子ではあるが,これまでPGCにおける発現が知られていない遺伝子も多数存在した.例えばその中の一つ,ERR-β(Estrogen related receptor-beta)はこれまで,胚体外外胚葉の一部の細胞で特異的に発現するが,他の細胞,組織では発現していないと考えられていた.しかし,ERR-βはPGCライブラリーにて複数回,ESTが発見され,その後の発現解析の結果,生殖隆起に到達後の始原生殖細胞において特異的に発現していることが確認された.ノックアウトマウスを用いた解析から,ERR-βはPGCの増殖に関与する,との示唆を得た.このように,PGC cDNAライブラリーとそこから得られる遺伝子情報は始原生殖細胞解析のための恒久的研究資源として非常に有用なものと考えられる.現在、これらのEST配列を元にPGCに発現する遺伝子プローブを搭載したcDNAマイクロアレイを作製し,網羅的な遺伝子発現解析を行っている.これまで,ES細胞と始原生殖細胞では共通した遺伝子が発現していると考えられていたが,発現レベルを考慮すると,やはりPGCはES細胞とは異なる発現プロファイルを持つことがわかってきた.

Research Products

• [Publications] Cachaco, A.S., Abe K., et al.: "Knock-in of integrin b1D affects primmary but not secondary myogenesis in mice."Development. 130. 1659-1671 (2003)
• [Publications] Ara, T., Abe K., et al.: "Impaired colonization of the gonads by primordial germ cells in mice lacking a chemokine, stromal cell-derived factor-I (SDF-1)."Proceedings of the National Academy of Science of the USA. 100. 5319-5323 (2003)
• [Publications] Ohbo, K., Abe K., et al.: "Identification and characterization of stem cells in prepubertal spermatogenesis in mice."Developmental Biology. 258. 209-225 (2003)
• [Publications] Santagati, F., Abe K., et al.: "Identification of cis-regulatory elements in the mouse Pax9/Nkx2-9 genomic region Implication for evolutionary conserved synteny."Genetics. 165. 235-242 (2003)
• [Publications] Kokubu, C., Abe K., et al.: "Undulated short-tail deletion mutation in the mouse ablates Pax1 and leads to ectopic activation of neighboring Nkx2-2 in domains that normally express Pax1."Genetics. 165. 299-307 (2003)
• [Publications] Li, Z., Abe K., et al.: "Defective smooth muscle development in qkI-deficient mice."Develop.Growth Diff.. 45. 449-462 (2003)
• [Publications] Sugimoto, M., Abe K., et al.: "Tetraploid embryos rescue the early defects of tw5/tw5 mouse embryos."Genesis. 37. 162-171 (2003)
• [Publications] Tsuda, M., Abe K., et al.: "Conserved role of nanos proteins in germ cell development."Science. 301. 1239-1241 (2003)
• [Publications] Abe, K., et al.: "Gene content of the 750 kb critical region for mouse embryonic ectoderm lethal tcl-w5."Mamm.Genome. (in press). (2004)
• [Publications] Mitsunaga, K., Abe K., et al.: "Loss of PGC-specific expression of the orphan nuclear receptor ERR-β results in reduction of germ cell number in mouse embryos."Mech.Dev.. (in press). (2004)
• [Publications] Yoshida, S., Abe K., et al.: "neurogenin3 delineates the earliest stages of spermatogenesis in the mouse testis"Dev.Biol.. (in press). (2004)
• [Publications] Kudo, T., Abe K., et al.: "Normal Embryonic and Germ Cell Development in Mice Lacking al,3-Fucosyltransferase IX (Fut9) Which Show Disappearance of Stage-specific Embryonic Antigen-1 (SSEA-1)"Molecular and Cellular Biology. (in press). (2004)
• [Publications] Kiyosawa H, et al.: "Antisense transcripts with FANTOM2 clone set and their implications for gene regulation."Genome Res.. 13. 1324-1334 (2003)
• [Publications] Kiyosawa H, et al.: "Introduction of RIKEN-GenoMapper, mapping viewer system."Genome Res.. 13. 1554-1555 (2003)
• [Publications] Kiyosawa H, et al.: "A systematic genome-wide approach to positional candidate cloning for identification of novel human disease genes."Intern.med.J.. (in press). (2004)
• [Publications] 阿部訓也: "「マウスゲノム解読とその意義」遺伝57巻3号2003年5月号"裳華房. 112(82-86) (2003)