精原細胞の増殖に伴う減数分裂能の獲得機構の解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K06439
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 遠藤 墾 大阪大学, 免疫学フロンティア研究センター, 特任助教(常勤) (40813936)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 減数分裂 / 細胞分化 / 精子形成 / 精巣

Outline of Annual Research Achievements

哺乳類の精巣内では、精子の元となる精原細胞が自己複製をしつつ、減数分裂を起こす精母細胞へと分化することで、精子生産が継続的に維持される。この調節は、精巣の恒常性の維持や、次世代へ子孫を残すために必要不可欠であり、本研究で得られる成果により、 精原細胞の体外移植技術の改良や、それに伴う遺伝子資源の凍結保存や家畜生産への貢献、ヒト不妊症の理解や治療法開発など、社会への幅広い波及効果が期待される。
現在、精原細胞がどのように減数分裂能を獲得するか、分子メカニズムは不明である。本研究ではマウスを用い、 減数分裂能に必要な機能遺伝子の同定やメカニズム解明を目指す。
具体的には、減数分裂開始因子への応答性の変化や発現する遺伝子群の解析や、発生工学技術を駆使して遺伝子改変マウスを作製し、減数分裂能に必要な機能遺伝子の同定とメカニズム解明を目的とした。
令和２年度は、 （オンラインのデータベースや文献を参考としながら）分化型精原細胞で高発現する遺伝子群に着目し、ゲノム編集技術である CRISPR/Cas9法を用いて3系統の遺伝子欠損（KO）マウス作製および解析を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ゲノム編集技術により作製した3系統のヘテロ接合体（+/-）KOマウス（F0世代）を交配により、各系統においてF2世代のホモ接合体（-/-）KOマウスを得た。各系統のオスのホモKOマウスを、それぞれメスの野生型（WT）マウスと交配テストを行ったところ、うち1系統のKOマウスで妊性の低下を示した。

Strategy for Future Research Activity

作製した3系統のKOマウスのうち、妊性に影響が見られなかった2系統の遺伝子は、一つの論文にまとめて執筆予定である。
妊性低下が見られた１系統のKOマウスについては、詳細な表現型解析を行う。具体的にはまず、KOマウスの妊性が加齢によりどのように低下するかを解析する。次に、妊性の低下が現れる月齢において、精母細胞への分化や減数分裂について、 詳細な分子生物学的・組織学的解析を行う。
最終的には補助事業期間中に、減数分裂能獲得のための機能遺伝子の同定やメカニズムの解明を目指す。