2018 Fiscal Year Annual Research Report
Functional analysis of novel maternal factors controlling germ cell formation
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17H03686
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
中村 輝 熊本大学, 発生医学研究所, 教授 (90323245)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 生殖細胞 / ショウジョウバエ / 母性因子 / 生殖質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多くの動物において、生殖細胞は胚発生の早い時期に確立され、体細胞とは異なる独自の制御機構により維持される。ショウジョウバエの生殖細胞は、生殖質と呼ばれる胚後極の細胞質領域に集積した母性因子の作用によって形成され、維持される。生殖細胞の形成・分化に関わる新規因子を同定・解析する目的で、RNAiを利用した遺伝学的スクリーニングを行った。具体的には、卵形成過程中期以降に発現するGAL4系統を用いて、短鎖ヘアピンRNAを発現させることにより標的遺伝子をノックダウンし、胚発生過程における生殖細胞の挙動を解析した。2267のヘアピンRNA発現系統を用いてスクリーニングした結果、170種の候補系統を抽出した。さらに、二次スクリーニングにより再現性等の検討を行った結果、一時スクリーニングと同様の異常を示す系統を37 (30遺伝子）同定した。
本年度は、これら30遺伝子の中から7遺伝子についてCRISPR-Cas9技術を用いてノックアウト系統を作成した。さらに、７遺伝子の産物と相互作用するなど機能的に関連する4遺伝子についてもノックアウト系統を作成した。また、一部の遺伝子についてはGFPをノックインした系統を作成し、タンパク質産物の分布パターンについて検討を行った。
一方、上記クリーニングとは別に、発生過程における転写プロフィールが生殖質因子と類似している機能未知遺伝子を抽出し、それら遺伝子のコックアウト系統を作成することで新たな生殖細胞形成・分化因子の同定を試みた。その結果、わずか93アミノ酸をコードするtiny pole plasm (tpp) 遺伝子をノックアウトしたメス由来の胚において、生殖細胞の形成が著しく阻害されることをみいだした。
現在これらノックアウト系統について詳細な解析を進めている。
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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
着実にノックアウト系統の作成が進んでいる。劣勢致死により生殖系列モザイクを作成したクローン解析が必要になるなど、煩雑な手順を踏む必要のある遺伝子も見出されているが、表現型解析についても一歩一歩着実に進めている。また、生殖細胞形成に関わる新規因子としてtppを同定した。今後の解析を通して、新たな概念を創出する可能性を秘めた成果である。
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| Strategy for Future Research Activity |
当面、現在までに作成したノックアウト系統の表現型解析を中心に研究を進めていく予定である。また、tppについては、その分子機能を明らかにすべく、より重心をシフトさせて解析にあたりたい。
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[Journal Article] Overlapping functions of Kruppel-like factor family members: targeting multiple transcription factors to maintain naive pluripotency of mouse embryonic stem cells.2018
Author(s)
Yamane, M., Ohtsuka, S., Matsuura, K., Nakamura, A., Okano, M. and Niwa, H.
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Journal Title
Development
Volume: 145
Pages: dev162404
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Map7/7D1 and Dvl form a feedback loop that facilitates microtubule remodeling and Wnt5a signaling2018
Author(s)
Kikuchi, K., Nakamura, A., Arata, M., Shi, D., Nakagawa, M., Tanaka, T., Uemura, T., Fujimori, T., Kikuchi, A., Uezu, A., Sakamoto, Y. and Nakanishi, H.
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Journal Title
EMBO reports
Volume: 19
Pages: e45471～e45471
DOI
Peer Reviewed
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