2017 Fiscal Year Research-status Report
卵形成から個体形成過程における翻訳の実態と役割の解明
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16K07242
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
小谷 友也 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (70419852)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 翻訳 / mRNA局在 / RNA顆粒 / 分子複合体 / 卵形成 / 初期発生 / 脊椎動物 / 高次構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、卵形成と初期発生を進行させる翻訳制御機構の解明を目指すものである。昨年度までに卵母細胞の成熟に重要なcyclin B1 mRNAとmos mRNAの制御機構を解明した。本年度では新たにdazl mRNAとpou2 mRNAの制御機構を解析した。dazl mRNAはゼブラフィッシュ卵母細胞の植物極に局在し、受精後に翻訳されることで生殖細胞形成に重要な役割を果たすと考えられる。本研究において、ゼブラフィッシュ・マウスの卵巣で二種類のmRNAを同時に高感度・高解像度で検出する技術を確立し、dazlとcyclin B1 mRNAが異なる顆粒構造を形成し、局在することが明らかとなった。具体的には、ゼブラフィッシュ卵母細胞でcyclin B1 mRNAは動物極細胞質に、dazl mRNAは植物極細胞質に顆粒構造として局在し、一方、マウス卵母細胞ではCyclin B1とDazl mRNAは卵細胞質全体で異なる顆粒構造として分布した。これは、種を超えて保存される現象（顆粒の形成）と種によって異なる現象（異なる領域への局在と同じ領域における局在）を明らかにしたもので、それぞれの生物種におけるDazl蛋白質の働きの違いを反映していると考察される。pou2 mRNAはゼブラフィッシュ卵母細胞の動物極に局在し、受精後に翻訳されることで細胞の分化と背腹軸の形成に重要な役割を果たす。ゼブラフィッシュ卵母細胞で、cyclin B1とpou2 mRNAはどちらも同じ動物極細胞質で顆粒構造をとり分布するものの、これらmRNAは異なる顆粒として存在することが明らかとなった。さらに、cyclin B1 RNA顆粒が卵の成熟に伴い消失したのに対し、pou2 RNA顆粒は成熟卵においても維持された。これは、2種類の顆粒が異なる制御を受け、それぞれに重要な役割を果たすことを示唆する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究は、卵形成と初期発生における翻訳制御機構の共通点と相違点を見いだすことを目的とする。昨年度までに、卵形成におけるcyclin B1 mRNAとmos mRNAの制御機構の共通点、相違点を明らかにした。本年度は、受精後に翻訳が活性化するdazl mRNAとpou2 mRNAの制御機構を解析し、これらmRNAがcyclin B1, mos mRNAと同様に顆粒構造を形成することを明らかにした。しかし、その局在と顆粒構造の消失時期は卵形成過程で働くmRNAと異なっており、独自の制御を受けることが示された。一方で、初期発生における翻訳の活性化はpoly(A)鎖の伸長を伴うことが示された。これは卵形成と同様の制御によって翻訳が活性化されることを示唆する。dazl mRNAとcyclin B1 mRNAの制御機構を解析した研究はすでに論文として公表しており（Takei et al., 2018）、以上の理由から上記の評価となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、pou2 mRNAの制御機構を初期発生において詳細に解析する。また、背腹軸の形成に重要なwnt8a mRNAの制御機構の解明を目指す。さらに、これらmRNAを蛍光蛋白質で標識し、局在と構造の変化をリアルタイムで捉える。同時に翻訳の活性化を可視化し、卵形成と初期発生の翻訳制御機構を総合的に捉えることを目指す。
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| Causes of Carryover |
（理由）
平成29年度において使用する試薬の一部に前年度からの在庫が存在し、新たな購入に遅れがあったため。
（使用計画）
平成30年度の研究実施に必要な試薬を購入する。
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