Lineage dynamics and heterogeneity of primordial germ cells producing primordial follicles

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K15111
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 44020:Developmental biology-related
• Research Institution: National Institute for Basic Biology
• Principal Investigator: Ikeda Tatsuro 基礎生物学研究所, 生殖細胞研究部門, 特任助教 (60803963)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: マウス / 始原生殖細胞 / 原始卵胞 / 卵母細胞 / 細胞系譜 / クローン / バーコード / 遺伝子発現

Outline of Final Research Achievements

First, we labeled mouse primordial germ cells (PGCs) with diverse DNA barcodes and then measured the temporal changes in barcode distribution during ovarian development. Barcode reduction was observed during both the process of PGCs migrating to the ovaries and the process of primordial follicles arising from PGCs that entered the ovaries, suggesting the pruning of PGC clones. However, at the clonal unit level of early PGCs, the repertoire of clones was maintained after entering the ovaries.
Additionally, we simultaneously measured the barcodes and gene expression of barcode-labeled ovarian PGCs at the single-cell level. A bias in gene expression correlated with clones was detected, suggesting that this difference might lead to variations in the quality of primordial follicles.

Free Research Field

発生生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で雌のPGCsが原始卵胞ストックそして次世代を作る過程をクローン解像度で明らかにしたことで、クローンの動態が雌性生殖細胞の発生と遺伝に与えるインパクトを調べる基礎ができた。また、由来するPGCクローンに依存して生殖細胞の質が変わる可能性を示すデータを得て、新たな問いを提起することができた。
ヒトや他の資源生物においても原始卵胞の質とクローナリティは妊孕性や遺伝の原理に直結する重要な問題である。本研究によるマウスをモデルとした雌性生殖系列のクローン動態の理解は、不妊治療や育種技術の改良に貢献して将来的に社会に還元されると期待できる。