細胞質の生殖顆粒による核内ゲノム情報発現制御機構

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25290076
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 井上 邦夫 神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (40252415)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 生殖細胞 / RNA / ゲノム情報

Research Abstract

生殖細胞は次世代を生む特殊な細胞である。初期発生過程に細胞質に存在する巨大なRNA-タンパク質顆粒である「生殖顆粒」によって始原生殖細胞の特性が規定される際には、細胞質の生殖顆粒から何らかの形で情報が伝達されて核内のゲノム情報発現制御の情報に変換されているものと推測される。本研究では、小型淡水魚ゼブラフィッシュ (Danio rerio) をモデル系として用い、「生殖顆粒において特定のmRNAの翻訳制御が行われ、その結果生成する翻訳産物が核移行して転写制御因子やクロマチン制御因子として働くことにより、生殖細胞特異的なゲノム情報発現制御を担っている」との作業仮説にもとづいて始原生殖細胞決定機構の分子基盤を明らかにすることを目的としている。平成25年度は、(1) ゼブラフィッシュの受精卵へのmRNAインジェクションによって、SBPタグを付加した生殖顆粒構成タンパク質を発現させ、このタンパク質が内在の生殖顆粒中に存在することを確認するとともに、SBPタグを用いたプルダウン実験を行って、既知の生殖顆粒構成タンパク質との相互作用が検出できることを明らかにした。(2) dead-end遺伝子に対するモルフォリノ修飾アンチセンスDNA(MO)のインジェクションによって始原生殖細胞を人為的に欠損させたゼブラフィッシュ胚を作成し、野生型胚及び生殖細胞欠損胚から抽出したRNAを用いてRNA-seq解析を行っている。
また、他生物種における生殖顆粒による始原生殖細胞形成機構に関する考察も行った。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初計画に従ってSBPタグを付加した生殖顆粒構成因子を発現するトランスジェニック個体を作成し、F1世代においてタグ付きタンパク質が内在の生殖顆粒中に存在することを確認したが、その後トランスジーンの発現抑制が起こったため、発現系統を維持して生殖顆粒の単離精製に供することができないことが判明した。

Strategy for Future Research Activity

タグを付加した生殖顆粒構成因子を安定に発現するトランスジェニック系統の樹立を引き続き試みるが、研究実績に記載したようにmRNAインジェクションによってタグ付きタンパク質を発現させてプルダウン実験を行うことで生殖顆粒の単離精製を進めていく予定である。その他は概ね当初の計画通りに進める。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

本研究課題の遂行に必須の蛍光実体顕微鏡システムについて、ワークステーションに不具合が生じて使用不能となり、新たなワークステーションの購入・設置、および、これに伴う解析用ソフトの新規購入が緊急に不可欠であるため前倒し支払い請求を行ったが、導入した高性能な顕微鏡システムを活用することで結果的に実験用消耗品の効率化をはかることが可能となったこと、また、トランスジェニック系統作成が当初計画に比較して難航したために系統維持費等を次年度に使用する形となった。
引き続きトランスジェニック系統作成を進めるとともにmRNAインジェクションによるタグ付きタンパク質発現実験を行うための物品費として使用する。

Research Products

• [Journal Article] The origin and migration of primordial germ cells in sturgeons. (2014)
  • Author(s): Saito, T., Psenicka, M., Goto-Kazeto, R., Inoue, K., Adachi, S., Arai, K., and Yamaha, E.
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 9 Pages: e86861
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0086861
  • Peer Reviewed