2020 Fiscal Year Research-status Report
細胞内mRNA輸送による有胎盤類の大脳皮質拡大メカニズムの解明
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20K07237
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
吉川 貴子 東北大学, 医学系研究科, 助教 (90727851)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
若松 義雄 東北大学, 医学系研究科, 准教授 (60311560)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 放射状グリア細胞 / 細胞周期因子 / mRNA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大脳皮質の発生過程では、放射状グリア細胞（radial glia; RG）と呼ばれる神経幹細胞が予め決められたタイミングで増殖・分化し、多様な神経細胞が産生される。RG細胞は脳表面（基底膜側）まで非常に長い放射状の突起を伸ばしており、基底膜側突起を受け継いだ娘細胞はRG細胞として未分化性を維持することが知られている（Miyata et al., Neuron 2001)。我々はこれまでに、細胞周期のG1期からS期への移行を促進するCyclinD2のmRNAおよびタンパク質が、RG細胞の基底膜側突起の末端部に局在し、核で転写されたCyclinD2 mRNAが基底膜側突起の末端部まで輸送されること、さらにCyclinD2 mRNAの3´UTR領域に輸送に必要な約50 bpの配列があることを明らかにしていた（Tsunekawa et al., EMBO J, 2012）。今年度は、RG細胞におけるCyclinD2タンパク質の動態を明らかにするために、マウス胎仔大脳皮質原基スライスを用いたタイムラプスイメージングを行い、CyclinD2タンパクが基底膜突起内を頂端膜側へと移動する様子を観察することができた。この結果から、RG細胞の基底膜突起先端部へ輸送されたCyclinD2 mRNAは、局所的に翻訳された後、そのタンパク質が核内に移行し、細胞周期をG1期からS期に進める可能性が示唆された。
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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
RG細胞におけるCyclinD2タンパク質の動態を明らかにするために、サンゴの1種であるキクメイシ由来の緑色蛍光タンパク質（Kikume Green-Red; KikGR）が紫外光照射により赤色蛍光タンパク質に変化する特徴を利用し、3´UTR領域を含むマウスCyclinD2にKikGRを繋いだ発現ベクターをマウス胎仔脳室内に注入し、子宮内電気穿孔法を用いてRG細胞に導入した。その後、大脳皮質原基をスライス培養し、共焦点顕微鏡を用いてRG細胞の基底膜突起先端部に局所的に紫外線を照射して、緑色から赤色に変化したKikGR-CyclinD2融合タンパク質をライブイメージングにより追跡したところ、基底膜突起内を頂端膜側に移動する様子を観察することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
ゲノム編集技術CRISPR/Cas9法によりCyclin D2 mRNA輸送配列を欠失させたマウスのRG細胞では、Cyclin D2 mRNA輸送が阻害されることを見出していた。そこで、この変異体マウスと野生型マウスを用いて大脳皮質原基の細胞増殖、転写因子Tbr2を発現する中間増殖細胞の増殖を定量的に比較解析する。また、有袋類や鳥類でCyclinD2を基底膜突起に強制的に輸送させた場合の影響の解析について着手する予定である。
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