2020 Fiscal Year Research-status Report
Screening of germ cell related genes and generation of disease model animals
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20K21504
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
石黒 啓一郎 熊本大学, 発生医学研究所, 教授 (30508114)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 減数分裂 / 不妊 / 卵巣 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者は減数分裂の開始に決定的な役割を担う新規の生殖細胞特異的因子MEIOSIS initiator (MEIOSIN)を同定した。MEIOSINはSTRA8と複合体を形成して減数第一分裂の進行に関連する多くの遺伝子のプロモーターに結合する転写因子として働くが、これによって直接制御される標的遺伝子にはhypothetical gene (ゲノムデータベース上にIDのみが付与されている機能不明遺伝子)が含まれることが判明している。これらの未解析の遺伝子には、減数分裂の進行に必要とされる未知のものが含まれる可能性がある。とりわけMeiosin遺伝子欠損マウスの成体卵巣の表現型は、ヒトのPOIと酷似することから、Meiosin遺伝子それ自身或いはMEIOSINによって制御される下流の遺伝子が原因となっている可能性が考えられた。本研究ではヒト原発性卵巣不全患者における減数分裂関連因子異常の探索と疾患モデルマウスでの検証を目的として研究を行った。初経を迎えるべき年齢ですでに卵巣内の卵胞が枯渇し、卵巣性無月経を呈する場合がある。POI症状に適合した患者の末梢血DNAの全ゲノムのエキソーム解析を実施した。得られたDNA配列情報は、ヒトゲノム配列データベースとの比較により、既知の減数分裂関連遺伝子とMEIOSINの転写制御下にある約300の遺伝子群に絞って照合を行い、(1)タンパク質をコードする配列に変異が見られないか、(2)スプライシングに影響を与える配列に変異が見られないか、(3)遺伝子発現に影響を与えるプロモーター周辺に変異がないか、について検討した。
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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
当グループにおいて先行して行われた解析結果から、1例のPOI患者において、Meiosin遺伝子にバリアント(Lys103→Gly)アリルを持つものが見つかっていた。MEIOSINとSTRA8はHLHドメインを介してヘテロダイマーを形成することが判明しているが、Lys103残基はMEIOSINタンパク質HLHドメインのSTRA8との相互作用の界面に位置することが立体構造モデリングにより予想されることから、Lys103→Gly変異型変異について、全ゲノムのエキソーム解析データに注視したがおそらくSNPであることが推定された。これ以外に、先行5例からは注目する遺伝子に既知のSNP以外の変異は見つかっていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
MEIOSINはSTRA8と複合体を形成して減数第一分裂の進行に関連する多くの遺伝子のプロモーターに結合する転写因子として働くが、これによって直接制御される標的遺伝子には未解析のhypothetical gene (ゲノムデータベース上にIDのみが付与されている機能不明遺伝子)が含まれることが判明している。これらの未解析の遺伝子には、減数分裂の進行に必要とされる未知のものが含まれる可能性がある。またMEIOSINの転写制御下に置かれている遺伝子であることからヒトの原発性卵巣不全の原因遺伝子として見つかる可能性が期待される。引き続きPOI患者サンプルの収集と全ゲノムのエキソーム解析を実施する。個人ごとのSNPによる違いと真の変異とを区別する必要があるため、患者側に変異の候補が同定された場合にはマウスゲノムの対応箇所にCrispr-Cas9ゲノム編集法により同等の変異を導入して、疾患モデルマウス変異体の卵巣における表現型を解析する。
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