2019 Fiscal Year Research-status Report
Translational regulation of epigenetic factors in spermatogonial stem cells
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19K23831
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
黒羽 一誠 横浜市立大学, 医学部, 助教 (50580015)
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2019-08-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 精子幹細胞 / エピジェネティクス / 翻訳制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
精子幹細胞が自己複製能を不可逆的に喪失し、精子形成へ向けて運命決定される一時期において、大規模なゲノム修飾が引き起こされる転換点が存在する。この大規模なゲノム修飾を起こすための鍵となる酵素(Dnmt3aとGLPタンパク質)の増加は、転写ではなく翻訳により制御されることが示唆されている。本研究は、この転換点における翻訳制御の実態を明らかにするため、1) mRNAの核外輸送、2) 全mRNAの翻訳の亢進/脱抑制、3) mRNAの選択的な翻訳の亢進/脱抑制、の可能性について解析することにした。これにより、精子幹細胞の分化開始機構が明らかになるだけでなく、種の保存や、不妊症の原因解明とその治療への応用も期待される。
本研究は当初、マウス精巣より純化した生体由来の細胞を用いて行うことを計画していた。しかしながら、純化できる精子幹細胞数が予想より少ないこと、実験条件の検討に予想より多くの予備実験が必要となったことから、まずマウスの精子幹細胞を試験管内で増幅する系: Germline stem cell (GS 細胞) を用いた解析(研究計画４)を中心に進め、その結果を生体由来の細胞の解析結果と比較していくことに変更した。一方、GS 細胞は試験管内で容易に培養できるものの、細胞の形態や遺伝子発現が均一ではないヘテロな集団であるため、生体内での変化を模倣するには培養条件の設定が必須不可欠である。現在、解析に十分な条件を検討するため、いくつか異なる環境でGS細胞の培養を進めている。
また、mRNAの核外輸送についてはin situ hybridization法による解析を進めた。これについては解析条件がほぼ固まりつつあり、来年度は結論に到達できる見通しである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初、マウスから純化した精子幹細胞を利用して研究を行うことを予定していたが、純化できる精子幹細胞数が予想より少ないこと、実験条件の検討に予想より多くの予備実験が必要となったことから、マウス精子幹細胞を試験管内で増幅する系 (Germline stem cell) を用いて研究を進めるていくことに方向転換を決めた。この培養系は、幹細胞を安定に培養することできる一方、その細胞は形態や遺伝子発現が均一ではないヘテロな集団であるため、生体内での変化を模倣するには培養条件の設定が必要不可欠である。デリケートなGS 細胞の扱いを習得するために多くの時間を費やしたものの、現在、解析に十分な条件を検討するため、いくつか異なる環境でGS細胞の培養を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
GS 細胞の培養条件の決定を最優先としつつ、マウスの用いた解析をできる限り進めていく。予定していたいくつかの解析の条件検討はほぼ完了しているので、来年度は、それらについて最終的な結論を導き出すと共に、得られた結果をもとにさらに掘り下げた解析を進める。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由: 当初の計画から培養細胞を用いた解析に方向転換したために、マウスからの精子幹細胞の純化に必要として計上した費用が予想よりかからなかったためだと思われる。また、研究が計画より遅れているため、予定していた他の実験に必要な消耗品をまだ購入していない。
使用計画:次年度支給額と繰越金を細胞の培養費に充てると共に、まだ手をつけられていない研究に必要な消耗品を購入していく予定である。
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