2015 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of mouse piRNA biosynthesis pathway
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15H04699
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
宮川 さとみ 大阪大学, 医学系研究科, 特任講師(常勤) (90291153)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | piRNA / 小分子RNA / 発生・分化 / 精子形成 / PIWI |
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| Outline of Annual Research Achievements |
piRNA(PIWI interacting RNA)は、生殖系列の細胞で発現し、転写調節を介してレトロトランスポゾン遺伝子の発現抑制に深く関与する小分子RNAである。本研究では、piRNAの生合成過程を明らかにするために、piRNAの生合成に関与するGPAT2（glycerol-3-phosphate acyltransferase 2）やMVH（mouse VASA homologue）を中心に、遺伝子操作をおこなったマウスや生殖幹細胞株（GS細胞：germ stem cell）を用いて研究をおこなっている。
①GPAT2の分子機能解析：これまでにGPAT2欠損マウスを作製し解析をおこない、雄マウスでは精子形成に異常が生じ不妊であることを明らかにしている。これまでに報告されている他のpiRNA産生に関る遺伝子の欠損マウスと同様に減数分裂初期にapoptosisを生じることから、精子形成における減数分裂期以降の解析が不可能である。そこで、コンディショナルアリルを持つGPAT2 flowedマウスを、出生後の生殖細胞においてCreを発現するSycp-Creマウスと交配し、解析をおこなった。
②MVHの分子機構：MVHはヘリカーゼ活性を持ったタンパクであり、MVH欠損マウスや、ヘリカーゼ活性のないMVH（HD：helicase dead）を発現するマウスを作製し、piRNAの産生や精子形成においてもヘリカーゼ活性が必須であることを明らかにしてきた。このマウス精巣よりGS細胞を樹立し、解析をおこなった。その結果、レトロトランスポゾンIAPとTf-LINE1のメチル化はMVH-HDマウス由来のGS細胞において、低メチル化状態であった。またA-LINE1はコントロール同様に高メチル化であった。この結果はMIWI2欠損マウス由来のGS細胞と同様の結果であった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
生後の精子形成でGPAT2を欠失するコンディショナルマウスを得るために、コンディショナルアリルを持つGPAT2 flowedマウスと、出生後の生殖細胞においてCreを発現するSycp-Creマウスと交配してマウスを得た。交配したマウスの遺伝子型を調べたところ、当初の予定に反し、通常の欠損マウスと同じ遺伝子型となってしまい、目的とする「生後でGPAT2が欠損するマウス」が得られなかった。理由は不明であるが、現在までに目的のコンディショナルマウスは得られていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
① GPAT2の分子機能解析：in vivoにおけるGPAT2の機能を明らかにするため、作製したGPAT2欠損マウスの解析をおこなう。また、コンディショナルアリルを持つGPAT2 flowedマウスと、出生後の生殖細胞においてCreを発現するSycp-Creマウスとの交配を引き続きおこない、生後にGPAT2が欠損するマウスの解析をおこなう。
精巣の免疫染色により、GPAT2欠損マウスでは、セリンスレオニンキナーゼAKTのリン酸化型（活性化型）が生殖細胞特異的に低下している、という予備的な結果を得ている。AKTは、アポトーシスの抑制や細胞増殖の進行に関与していることから、GPAT2欠損精巣での精子形成停止にAKTの活性化が関与している可能性がある。そこで、タモキシフェンによってAKTをコンディショナルに活性化できるAKT-Merトランスジェニックマウスを用い、GPAT2欠損マウスと交配してGPAT2欠損精巣における生殖細胞の減少がAKTの活性化によって回避されるかどうかを観察する。
② MVHの分子機能解析：ヘリカーゼ活性のないマウスや、このマウス由来のGS細胞の解析を継続して、piRNA産生におけるMVHの役割を明らかにする。
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[Journal Article] piRNAs derived from ancient viral processed pseudogenes as transgenerational sequence-specific immune memory in mammals.2015
Author(s)
Parrish NF, Fujino K, Shiromoto Y, Iwasaki YW, Ha H, Xing J, Makino A, Kuramochi-Miyagawa S, Nakano T, Siomi H, Honda T, Tomonaga K
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Journal Title
RNA
Volume: 21
Pages: 1691-703
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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