Deciphering the roles of cohesin variants during mouse germline development

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K20635
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0701:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Nagano Masahiro 京都大学, 医学研究科, 助教 (00910663)
• Project Period (FY): 2021-08-30 – 2023-03-31
• Keywords: コヒーシン複合体 / 細胞分化 / 生殖細胞 / クロマチン高次構造 / auxin-inducible degron

Outline of Final Research Achievements

The accurate understanding of chromatin architecture regulation by the cohesin complex is a critical challenge in biology, as the cohesin complex controls gene expression through chromatin structural organization. In this study, we focused on two variants of the somatic cohesin complex, SA1-cohesin and SA2-cohesin, and analyzed how they regulate germ cell differentiation. We observed an increased expression of SA2-cohesin and its enrichment at enhancers in the epiblast-like cells, which represent the state just before cell lineage determination. Further analysis using knockout cell lines revealed the crucial role of SA2-cohesin in determining germ cell fate.

Free Research Field

細胞分化

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

コヒーシン複合体は遺伝子の働きを制御するためにクロマチンの形を整える役割を果たしています。本研究成果は生理学的な細胞分化という文脈において、クロマチンの構造がどのように変化していくかを解明するかを目的にしました。その結果、細胞分化の直前にはSA2-cohesinの量が増え、特定の場所で活発に働くことを発見しました。また、SA2-cohesinが欠損した細胞を調べた結果、生殖細胞への運命決定においてSA2-cohesinが重要な役割を果たすことが明らかになりました。これらの研究結果は、再生医療を含む細胞分化を必要とする分野において重要な知見となります。