2021 Fiscal Year Research-status Report
低造腫瘍性を示すアフリカツメガエルのゲノム情報による原因遺伝子同定とヒトへの応用
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18K06013
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田中 利明 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (40263446)
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2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | Cdk阻害因子 / 造腫瘍性 / Cyclin E / アフリカツメガエル / 胞胚中期 / 尾芽胚 / エピジェネティック制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに実施した遺伝子発現量のin silico比較解析によって、X.laevisにみられる低造腫瘍性の原因因子としてCyclin E1を見出した。Cyclin Eは、細胞周期を直接制御し、細胞増殖を調節する因子であるため、Cdk阻害因子に依存しないX.laevisの低造腫瘍性の原因遺伝子の候補と考えた。X.laevisにおいて Cyclin E1 は特異的な発現様式を示す因子として報告されており、そのタンパク質は、母性因子としてX.laevis 受精卵に多量に存在するが、受精後12回目の分裂後となる中期胞胚遷移 (MBT) から急激に分解される。このような特徴的な挙動を示すものの、X.laevis初期発生過程における Cyclin E1 の機能は未解明のままである。そこで、本研究では、Cyclin E1の変異体を作成し、そのタンパク質を受精卵に導入することで現れる表現型から機能解析を行った。まず、胞胚中期での分解をうけないCyclin E1タンパク質を作成し導入したが、MBT を含む初期発生過程に異常は認められなかった。しかし、体細胞分裂期である尾芽胚において尾部異常（短小化）の発生率が統計的有為となった。通常の体細胞周期制御では Cyclin EはCdkとの結合を通して機能を示すため、次にCdk結合部位を欠損させたCyclin E1を導入したが尾部異常の頻度は減少しなかった。このことから、Cyclin E1の尾芽胚における機能にCdk結合は関与しないことがわかった。
Cyclin E1 の Cdk 非依存的な働きの原因を知るため、GST-CyclinE1 およびその変異体を受精卵にマイクロインジェクションし、胞胚中期の前後において glutathione ビーズで回収した。Cyclin E1 結合因子を質量分析で探ったところ、ゲノムの epigenetic 制御に関わる因子などを得た。これらについて更に機能解析を進める予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
本研究では、CDK阻害因子以外の低造腫瘍性原因の候補としてCyclin E1を見出し、その機能解析を進めている。これまでに、統計的に有為な結果として、Xenopus laevis 胞胚中期 (MBT) における Cyclin E1タンパク質の分解が正常発生に必要であること、その分解は、後の尾芽胚期の尾部形成に必要であること、および、Cyclin E1の尾芽胚における働きに既知の結合パートナーである Cdk が関与しないこと、さらに、新たな Cyclin E1 結合因子として epigenetic 制御に関わる因子などを見出した。
一方、この過程遂行中に、在籍大学が新型コロナ流行に伴う出校禁止措置となったことから、2020年4月初旬に本研究課題に使用する X.laevis 個体の処分を余儀なくされた。Xenopus laevis を新たに準備し、腹内の卵が実験に使用可能な質であるかどうかを個体毎にチェックしたが良好な個体を必要十分数得られていない。良好な卵が得られた時に合わせて Cyclin E1 タンパク質などのマイクロインジェクション実験を実施していることから、１つの実験結果を得るにも新型コロナ流行前の数倍の時間と労力がかかっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、GST-CyclinE1 およびその変異体タンパク質をX.laevis 受精卵にマイクロインジェクションし、母性Cyclin E1タンパク質が分解する MBT の前後において結合してくる因子の質量分析による同定実験を進める。同時に、これまでに得た epigenetic 制御に関わる因子などの結合因子について、CyclinE1 結合の機能的意義を探る。
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| Causes of Carryover |
新型コロナ流行に伴い2020年に X.laevis を処分したため以後の研究が実施困難になった。2021年度に X.laevis 実験系の再立ち上げを行うと共に、新たな実験系による追試に多くの時間を費やしたため、予定通りの研究遂行ができず次年度使用額が生じた。
2022年度には研究補助員を雇用することで研究の遅れを取り戻し、成果を論文化する予定である。
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