2011 Fiscal Year Research-status Report
アフリカツメガエル生殖細胞質の細胞生物学的特性の解析
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23570259
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
渡辺 憲二 兵庫県立大学, 生命理学研究科, 教授 (00079691)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| Keywords | 生殖細胞質 / ミトコンドリア / 始原生殖細胞 / 決定因子 / 生殖質特異的分子 / 生殖巣への移動 / 微小管 |
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| Research Abstract |
Xenopus受精卵植物極表層に母性mRNA、ミトコンドリアを含む生殖細胞質(GP)が存在し、GPを分配された細胞が中期胞胚遷移（MBT）以降に始原生殖細胞(PGC)へ分化し、PGCは生殖巣へ移動、生殖細胞へ分化する。生殖細胞特異的分子の可視化とミトコンドリアを指標とした生殖細胞質の可視化を用いて、生殖系列の研究を行なった。1. GPに存在する多量のミトコンドリアを指標にGP、PGCs、そして生殖細胞をほぼ1世代、追跡可能であること、特にMBT時に、GPの細胞膜近くから核周囲への移動が微小管依存的であり、PGCs分化に微小管の再構成が重要であることを示した。2. GPを動物半球(将来表皮や神経に分化する領域)に移植し、異所的にPGC分化が起きること、異所的PGCsは適切な内胚葉環境に戻されると、生殖巣に移動し、機能的な生殖細胞を作ることを示した。Xenopus PGCs形成には、GP以外に細胞間相互作用も必要であるとの従来の説を修正し、線虫やショウジョウバエと同様にGPが生殖細胞決定因子である事を証明した。3.『 Xenopus始原生殖細胞特異的遺伝子DEADSouthの機能解析』 DEADSouth のknockdownにより、st.12のPGCsにおいて生殖細胞質の配置に異常が生じ、細胞分裂が止まった。DEADSouth の過剰発現により、細胞分裂は進行するが、神経胚期からPGCsが減少した。PGCsが正常に発達するために、適切な量のDEADSouth mRNAが必要であることを示した。4. 移動期のPGCを単離・培養し、PGCの運動性が発生段階に依存して変化することを観察した。また、単離したPGCを異なる時期の胚の内胚葉領域に移植し、運動性の変化を観察した結果、PGCの運動性の獲得は細胞非自律的、すなわち内胚葉環境に依存することを明らかにした。
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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
生殖系列のミトコンドリアでの呼吸抑制機構についての細胞学的解析は人材面もあり、予備的な結果は出たが、確実なデーターに至っていない。 ミトコンドリアの可視化からみえるGPの特性およびPGCの分化機構は研究成果の概要1、2、3、に当たる。また、関連する生殖細胞質特異的分子の可視化によるPGC分化の解析は研究概要の3、4に当たる。合わせて、PGC分化について、細胞レベル、細胞器官レベルそして分子レベルで従前にない結果が得られた。 全体としては80%の達成度と判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
生殖系列の研究をいくつかのアプローチから進めてきた結果、生殖細胞質(GP)とPGC形成の関係に問題が集約してきた。また、いくつかの新しいテーマも見えてきた。 PGC決定因子 Xenopus GPがPGC決定因子であることが確定した。GP内に存在する多数の分子の中でマスターとなる分子を判別できるシステムを作る。 1. GPを分画し、未分化細胞もしくは未分化核に作用させ、PGC分化に向かうか、分子マーカーを用いて解析する。 2. 過剰PGC形成に必要な最小の分子構成の決定 植物極のGPにさらに精製GP分画を投与すると、PGCの数が増える(Wakahara,1978)。一方で、近年、GP特異的分子を植物極表層で過剰発現させると、多くの場合、PGCの数の減少が起こる。この相違を明らかにするために、GPを遠心操作で精製したWakaharaの分画から出発し、RNA分画、mRNA分画と精製を進め、過剰のPGC形成が起こるか調べる。最終的に、過剰PGC形成に必要な最小の分子構成を決定する。 PGC移動の契機を与える内分泌環境 PGCの移動期の内胚葉はPGCに対して移動を開始するシグナルをあたえる。また、移動期の後の内胚葉は移動可能なPGCの運動能を抑制する。この2つの現象を利用し、内胚葉からのシグナル、PGCの運動制御に関する分子的実態を明らかにする
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
消耗品を中心とし、成果発表のための学会参加経費、論文作成経費として使用する。なお、次年度使用額は、3月に発注した消耗品の納品が4月になったことによる。
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