2016 Fiscal Year Annual Research Report
RNA結合タンパク質間の拮抗作用が介する原始卵胞の維持と活性化の制御機構
Publicly Offered Research
| Project Area | Mechanisms regulating gamete formation in animals |
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| Project/Area Number |
16H01259
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
加藤 譲 国立遺伝学研究所, 系統生物研究センター, 助教 (60570249)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | マウス / 原始卵胞 / RNA制御 / 卵巣 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究計画は哺乳動物のモデル生物であるマウスを用いて原始卵胞活性化の分子機構の解明を目指すものである。特に、研究代表者が見出した2つの卵母細胞特異的RNA結合タンパク質間の拮抗作用に焦点を当て、RNA制御が介する卵母細胞内因的な原始卵胞活性化の制御機構を明らかにすることを目的とする。これまでに、卵母細胞特異的RNA結合タンパク質をコードする遺伝子Aの卵母細胞特異的過剰発現マウスを作成・解析し、遺伝子Aの過剰発現により、原始卵胞の減少と活性化卵胞の増加を見出している。H28年度は以下の2つの課題について解析を行った。
1) 遺伝子Aの発現制御機構の解析（外的要因による発現制御の検討）：遺伝子Aの発現増加と原始卵胞活性化の因果関係、特に、遺伝子Aの発現制御が外的要因によって制御される可能性について検討するため、原始卵胞活性化の主要シグナルであるKIT-PI3K-AKTパスウエイの関与について検討を行った。その結果、これらのシグナル経路を遮断しても遺伝子Aの発現には影響を及ぼさないことが明らかとなり、遺伝子Aの発現は他の分子機構により制御されていることが示唆された。
2)遺伝子Aの発現制御機構の解析（内的要因による発現制御の検討）：遺伝子Aは標的mRNAの発現を正に制御するRNA結合タンパク質であることから、遺伝子Aとは反対の機能を持つ他の卵母細胞遺伝子により、卵母細胞内因的に発現が制御されている可能性が考えられた。そこで、研究代表者がその候補因子として同定していた遺伝子Bに着目し、遺伝子Bのノックアウトマウスを作成・解析した。その結果、遺伝子Bノックアウト卵巣では、原始卵胞において遺伝子Aの発現増加が見られたとともに、原始卵胞数の減少・活性化卵胞数の増加といった遺伝子Aの過剰発現マウスとよく似た表現型を示すことが明らかとなった。
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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
当初の予定どおり、遺伝子Aの発現解析を行った。また、遺伝子Aの発現を制御する候補因子、遺伝子Bの機能解析を行い、原始卵胞において遺伝子Bが遺伝子Aの発現を抑制していることを示唆する結果を得た。さらに、遺伝子Bの変異体卵巣では遺伝子Aの過剰発現卵巣とよく似た表現型を示すことが明らかとなり、アウトプットの点からも遺伝子Bが遺伝子Aを抑制する因子であることが示された。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに得られた結果をもとに、今後は以下の解析を進め、RNA結合タンパク質間の拮抗作用が介する原始卵胞の活性化制御機構を明らかにしていく予定である。
1)蛍光ライブイメージングによる遺伝子A,Bの発現動態解析：これまでの組織学・分子生物学的解析から遺伝子Aの発現増加は原始卵胞の活性化と正に相関すること、また、遺伝子Bはその逆に原始卵胞の活性化と負に相関することが示された。そこで、これらの遺伝子を蛍光タンパク質venus, mCherryと融合したノックインマウスを作成し、生体における蛍光ライブイメージングによる遺伝子A,Bの発現相関と原始卵胞活性化との関係を明らかにする。
2)遺伝子A,Bの標的RNAに対する拮抗作用の解析：遺伝子A,Bは互いに標的RNAに対し反対の作用を持つことから、原始卵胞において共通の標的に対し拮抗的に働き、遺伝子発現を制御している可能性が考えられる。そこで、RNA免疫沈降により遺伝子A,Bそれぞれの標的RNAを同定し、それぞれの結合RNAを同定する。両者に共通する標的RNAの中から有力な候補遺伝子を選抜し、遺伝子A,Bによる拮抗的な遺伝子発現制御について生化学的に解析する。
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