Identification of the targets of nuclear PIWI-piRNA complexes important for the planarian adult pluripotent stem cell system

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K16149
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 44020:Developmental biology-related
• Research Institution: Aoyama Gakuin University
• Principal Investigator: Kashima Makoto 青山学院大学, 理工学部, 助教 (10780562)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 幹細胞 / 再生 / プラナリア / piwi / RNA-Seq

Outline of Final Research Achievements

Planarians maintain a considerable number of adult pluripotent stem cells (aPSCs). In asexually reproducing invertebrates, such as planaria, piwi family genes are the markers most commonly expressed in aPSCs. While piwi family genes are known as guardians against transposable elements in the germline cells of animals that only sexually propagate, their functions in the aPSC system have remained elusive. In this study, we aimed to identify Piwi target gene in aPSC regulation. As a result, we succeed in identification of a gene that could be up-regulated specifically in piwi knockdown animals lacking regenerative ability. In addition, we conducted genome sequencing and succeeded in update Dugesia japonica genome assembly.

Free Research Field

発生生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

Piwi遺伝子はプラナリアだけでなく、成体で全能性幹細胞を維持している無脊椎動物の全能性幹細胞において、共通して特異的に発現しており、全能性の維持・制御に重要な役割を担っていると考えられる。そのため、本研究によって発見された再生不全の現金となる可能性があるPiwi標的遺伝子の機能解明が進めば、全能性幹細胞制御の普遍原理が解明され、より自然な全能性幹細胞の制御法の理解が深まることが期待される。
また、プラナリアのゲノム解析の改善は、本研究以外のプラナリア研究共通のリソースとして、再生・幹細胞研究に貢献することが期待される。