2020 Fiscal Year Annual Research Report
核内クロマチン密度に着目した全能性獲得の場としての核構造解析
Publicly Offered Research
| Project Area | Program of totipotency: From decoding to designing |
|---|
| Project/Area Number |
20H05356
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
大杉 美穂 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (00332586)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 全能性 / 倍数性 / ハプロイド / マウス胚 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
二倍体の生物である脊椎動物の卵が単為発生刺激を受けて、一倍体（半数体）の胚発生が開始されることがあるが、胚は途中で発生停止する。特に哺乳類の一倍体胚は6-7回分裂する間に多くが発生停止してしまうが、その理由はわかっていない。本研究では、マウス一倍体胚は、細胞や核の大きさは二倍体胚と変わらないがゲノム量が半減しているため、核内のクロマチン密度が二倍体胚の半分であることに着目した。「核内クロマチン密度の半減が引き起こす核膜―クロマチン結合の異常が、胚発生に必要な遺伝子発現を阻害する」という仮説の検証を通し、全能性を獲得する場として機能するために必要な核の構造を明らかにすることを目指している。
本年度は、マウス卵に単為発生刺激を与える際にアクチン重合の阻害剤を作用させることで、第二極体放出という非対称な細胞分裂ではなく等割分裂を誘導することにより、核内クロマチン密度が受精卵と同等である一倍体胚の作出方法を確立した。この一倍体胚は、核内クロマチン密度が受精卵の半分である通常の一倍体胚とは異なる発生過程をたどることを見出した。特に、第二・第三卵割時に高頻度で分裂異常を示すことがわかった。すなわち、倍数性とは独立に、「ゲノムDNA量に対する核や細胞の体積比」の変化が発生停止を引き起こすことを見出し、全能性発揮における重要性が示唆された。また、二倍体および、核内クロマチン密度が異なる2種類の一倍体胚について、1細胞期～4細胞期の転写産物解析が進行中である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画通りに半分の細胞サイズをもつ、すなわち二倍体胚と同等の核内クロマチン密度をもつ一倍体の効率的な作出方法を確立でき、また転写産物解析を行う準備も整った。核形態の詳細な観察については当初計画より遅れているが、核内クロマチン密度が半減している一倍体胚では、第二卵割時に分裂異常が起こるという予想外の結果を得ることができた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
1）新たに見出した、従来法で作出した一倍体胚が示す第二卵割、第三卵割時の分裂異常の詳細を明らかにし、また二倍体化メカニズムとの関連を探る。
2）解析中のRNAseqの結果をもとに、核内クロマチン密度やゲノムDNA量と細胞質量のバランスの崩れが発生停止を引き起こす原因の解明を行う。
|
