2013 Fiscal Year Annual Research Report
母性mRNAの動員によるゲノムリプログラミングの調節機構について
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25252054
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
青木 不学 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (20175160)
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| Project Period (FY) |
2013-10-21 – 2017-03-31
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| Keywords | リプログラミング / 全能性 / 受精卵 / 母性mRNA / 卵母細胞 |
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| Research Abstract |
成長卵ではほとんど翻訳されていないが、減数分裂の再開と共に、poly-A鎖が伸長してポリゾームに動員されて翻訳が開始される母性mRNAが存在する。また、同様に未受精卵（MII期卵）においても、それまで翻訳されていないが受精を機に翻訳が開始されるものがある。リプログラミング因子はこのような種類の母性mRNAから受精後に翻訳されるものと考え、まず、受精あるいは減数分裂再開を機に動員される母性mRNAの網羅的探索を試みた。すなわち、成長卵、未受精卵および1細胞期胚についてRNAシーケンスを行い、受精あるいは減数分裂再開を機としてpoly-A鎖が伸長するもの、およびポリゾームへの取り込みが増加するものを網羅的に探索することにした。具体的には、次のような手順で行うことを計画し、現在順調に進行している。
①まずpoly-A鎖伸長については、全RNAとオリゴdTカラムで抽出したRNAを用いてそれぞれRNAシーケンスを行い、それらの結果を比較することにより評価する。②次に、ポリゾームへの動員については、超遠心でポリゾーム分画を回収し、そこで得られたRNAと全RNAで行ったRNAシーケンスの結果を比較することによって評価を行う。
現在は、上記①および②についてRNAシーケンスが終了し、その結果を解析している段階である。また、同時に受精卵に全能性を付与するリプログラミング因子は卵特異的に発現しているものと考えられることから、卵特異的に発現している遺伝子をRNAシーケンスのデータを用いて探索中である。
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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
本年度の計画は、研究実績の項で記したように、リプログラミング因子を明らかにするために、母性mRNAの中で受精あるいは減数分裂再開を機としてpoly-A鎖が伸長するもの、およびポリゾームへの取り込みが増加するものを網羅的に探索するというものである。実際の結果としては、まずpoly-A鎖伸長に関しては、成長卵、未受精卵および1細胞期胚についてそれぞれ全RNAおよびオリゴdTカラムでpoly-Aセレクションを行ったRNAについてRNAシーケンスを行い、信頼性の高いデータを得ることができた。すなわち、これまでに減数分裂再開を機にpoly-A鎖が伸長することが知られている遺伝子の発現が全RNAサンプルでは再開前後で変化がほとんどなく、poly-Aセレクションしたものでは再開後に大きく増加しているという結果が得られた。したがって、計画していた探索法により、poly-A鎖が伸長する母性mRNAを抽出可能であることが示され、本研究計画が十分に達成されたものと考えられる。また、困難を伴う可能性があった卵および初期胚からのポリゾーム分画の回収に成功し、引き続きRNAシーケンスの準備に入っていることから、本研究計画は順調に進行しているものと考えられる。
以上、本研究プロジェクトの採択が10月であったことを鑑みて、ここまでの結果で十分な進展があったものと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1)受精後に動員される母性mRNAの網羅的探索による、リプログラミング因子候補の探索。
受精あるいは減数分裂再開を機に動員される母性mRNAの探索について、前年度はpoly-A鎖伸長を指標とした実験を行ったが、今年度はポリゾームへの取り込み増加を指標としたRNAシーケンスの解析を行う。具体的には、超遠心でポリゾーム分画を回収し、そこで得られたRNAと全RNAで行ったRNAシーケンスの結果を比較することによって評価を行う。この結果と前年度に得られたpoly-Aセレクションを行ったRNAシーケンスの実験結果において、減数分裂再開後と受精後に変化が見られる遺伝子を抽出し、さらに卵特異的に発現しているものをデータベースで検索することにより、リプログラミング因子の候補を得る。
(2)候補遺伝子の過剰発現および発現抑制によるリプログラミング因子の同定。
上記(1)で得られたリプログラミング因子の候補について、実際にそれらがゲノムのリプログラミングに関与しているかどうかを確認する。そのため、RNAiによる発現抑制とmRNAの導入による過剰発現によってリプログラミングに関わる現象に変化が起こるかどうかを調べる。
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