2018 Fiscal Year Annual Research Report

Study of the selection process of spermatogenic stem cells using genetic barcoding

Research Project

Project/Area Number	17H07335
Research Institution	National Institute for Basic Biology
Principal Investigator	池田達郎基礎生物学研究所, 生殖細胞研究部門, NIBBリサーチフェロー (60803963)
Project Period (FY)	2017-08-25 – 2019-03-31
Keywords	マウス / 始原生殖細胞 / 精子幹細胞 / 細胞系譜 / バーコーディング
Outline of Annual Research Achievements	マウス胎児の始原生殖細胞（PGC）は発生の過程で数万個まで増殖する。以前の研究で、雄ではこれらのPGCのうち一部の細胞のみが、成体の生涯にわたる精子産生を支える精子幹細胞に分化することが示唆されている。しかし、PGCの何割がいつ精子幹細胞へと選抜されるかは明らかでない。本研究ではPGCの個々の細胞系譜を、それぞれ異なる多様なDNA配列（バーコード）の導入によりラベル（バーコーディング）し、子孫細胞の系譜レパートリーが発生の進行に伴ってどのように変化していくかを解析する。まず昨年度に得られた第一回のバーコード増幅産物の次世代シーケンシングを行なった。その結果、精巣のDNAで実際にバーコードが導入されていることが確認された。また、サンプリング、次世代シーケンシングおよび情報・統計解析を繋いだ一連のフローを構築することができた。本研究ではTamoxifen（Tam）誘導型Creレコンビナーゼ（CreER）による組み換え依存的にバーコードを導入できるマウスを用いる。昨年度に、当初予定していたCreER系統を用いるとPGC以外の細胞にもTam非依存的な組み換えが起こってしまい、解析が難しいことが判明した。今年度は新たに3種類の既存CreER系統の使用を試みたが、どの系統を用いてもPGCのみでTam依存的に組み換えを誘導することはできなかった。そのため、PGCだけで特異的に発現する遺伝子の調節領域を用いたCreERトランスジェニックマウスを新たに作成した。このマウスを用いることで、Tam非投与では全く組み換えが生じず、Tamを投与した場合のみPGCで組み換えを誘導することが初めて可能となった。今年度は当初計画していた生物現象の評価までには至らなかったが、PGCのバーコーディングおよびバーコード配列解析のシステムを構築することができた。今後この系を用いて生殖細胞のレパートリー動態の全体像を明らかにできるに違いない。
Research Progress Status	平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	平成30年度が最終年度であるため、記入しない。