piRNA and spermatogenesis on reproductive isolation

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K19236
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 42:Veterinary medical science, animal science, and related fields
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: Fumihiro Sugiyama 筑波大学, 医学医療系, 特命教授 (90226481)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村田 知弥 筑波大学, 医学医療系, 助教 (60713485)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Keywords: ランダムミュータジェネシス

Outline of Final Research Achievements

We developed a novel method, CTRL-Mutagenesis, to induce random and diverse mutations within target genomic regions. By combining various combinations of sgRNA expression cassettes and various on-target mutations, we randomly and simultaneously introduced diverse mutations into target genomic regions and constructed a random mutant ES cell clone library consisting of 87 clones. CTRL-Mutagenesis, which can randomly introduce not only Indel mutations but also deletions into a 70 kb target genomic region, is expected to contribute to the functional analysis of non-coding genomic regions, which has not been achieved by conventional random mutagenesis methods.

Free Research Field

実験動物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生命現象を直接制御するタンパク質自体も重要であるが、その発現パターンを制御するプロモーターやエンハンサーなどのシス制御エレメントやmiRNAクラスターやpiRNA制御ドメインなどの機能エレメントも重要である。
標的ゲノム領域内でのランダムミュータジェネシスは有効でが、ENUやジーントラップ法のような一般的なゲノムワイドミュータジェネシスでは、原理的にゲノム領域の欠失や一定の領域内に複数の変異を導入することはほとんどない。
本研究で構築したCTRL-Mutagenesisは精子形成piRNAおよび転写物の分子ダイナミクスなどのシス制御エレメントの機能的に重要な領域の決定に貢献する。