2019 Fiscal Year Annual Research Report
母性パイオニア転写因子Gataによる胚性発生プログラムの開始機構
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18H02376
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
今井 薫 (佐藤薫) 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (00447921)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 転写制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
動物胚の胚性のゲノムからの転写開始は、卵内に蓄えられた母性転写因子によってはじめられる。ショウジョウバエのZeldaやゼブラフィッシュのOct5、SoxB1などがこの例として挙げられる。これらの転写因子はパイオニア転写因子として知られ、凝集したクロマチンに結合して弛緩させ，他の転写因子などをリクルートする働きを持つ。最近の私達の研究の結果から、脊索動物であるホヤの胚では、Gata.aが母性のパイオニア転写因子として胚性ゲノムからの転写開始に関わることが明らかになってきた（Imai KS, et al. Developmental Biology,2020,458,215-227.）。さらに昨年度の研究により、Gata.a以外にも２つの母性転写因子が胚性ゲノムからの転写開始に必要であることが明らかになってきた。ホヤの胚は、最も初期に発現する遺伝子が、どの細胞で、いつ、どのような機構で発現するのか、が正確にわかっているユニークな実験系である。この特徴を生かして母性因子から胚性ゲノムによるコントロールへの移行の過程の分子機構を明らかにする。
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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
ホヤ胚では、８～１６細胞期に胚性のゲノムからの遺伝子発現が始まる。昨年度までの研究の結果、Gataが胚性のゲノムからの遺伝子発現に必要であるということを明らかにし,この結果を論文としてまとめた（Imai KS, et al. Developmental Biology, 2020, 458,215-227.）。しかし、Gataのみでは遺伝子発現を異所的に誘導するには不十分であることも明らかになった。そこでGataと共に初期胚での遺伝子発現に働く転写因子を探索した結果、２つの候補遺伝子が見つかった。この２つの母性転写因子はGataと同様に母性的に発現しており、モルフォリノオリゴヌクレオチドを用いて機能阻害すると、初期胚での遺伝子発現を減少させる。昨年度はGATAを含むこれらの３つの母性転写因子を同時に機能阻害した胚において、胚性遺伝子の発現がほとんど阻害されていることをRNA-seqにより確認した。
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| Strategy for Future Research Activity |
Gata以外の2つの母性転写因子に対する抗体を昨年度に作成したので、今年度はこの抗体を用いてchip-seq解析を行うことにより、胚性に発現する遺伝子の制御領域にこれらの転写因子が結合していることを明らかにする。また、Gataと2つの母性転写因子を尾芽胚に強制発現することにより、異所的に16細胞期で発現する遺伝子を活性化することができるかどうかも確かめる。これらの実験により、この3つの母性転写因子がホヤの胚性ゲノムの活性化に重要な役割をはたしていることを示したい。
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