2013 Fiscal Year Annual Research Report
ショウジョウバエ始原生殖細胞の遺伝子発現制御における細胞内代謝経路の役割
Publicly Offered Research
| Project Area | Crosstalk of transcriptional control and energy pathways by hub metabolites |
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| Project/Area Number |
24116527
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| Research Institution | Okazaki Research Facilities, National Institutes of Natural Sciences |
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Principal Investigator |
林 良樹 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 助教 (30508817)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 始原生殖細胞 / ショウジョウバエ / メタボローム解析 / 解糖系 / メチオニン代謝 / 細胞死 / エピゲノム制御 / ヒストン修飾 |
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| Research Abstract |
多くの動物種において生殖系列の前駆細胞(始原生殖細胞：PGC)は、他の体細胞に比べて抑制的なクロマチン状態、低い転写活性、潜在的な分化多能生など様々な発生学的特徴を持つことが知られている。本研究では、このPGCの発生学的特徴の形成にあたって、PGCがもつ細胞内代謝状態が果たす役割の解明を目指す。
研究の第一歩として、PGCがもつ細胞内代謝状態を明らかにするために、セルソーターおよびCE-MSベースのメタボロミクスを用いた、PGCに対する単一細胞種in vivoメタボロミクスを行った。その結果、PGCでは他の体細胞に比べて解糖系が亢進していること、さらにPGCの発生が進むに従って解糖系が減弱することが明らかとなった。またPGCと体細胞を比較した場合、PGCにおいてはメチオニン(Met)の一次代謝産物であるS-アデノシルメチオニン（SAM）の含有量が著しく低いことが明らかとなった。そこで、PGC中における解糖系の亢進およびSAM合成抑制が、PGCの発生過程において果たす役割を明らかにするために、これら代謝経路を制御する因子をコードする遺伝子の発現を観察した。その結果、PGCにおいては体細胞に比べて、Gapdh1やPyKといった解糖系遺伝子の発現が高いこと、さらにSAM合成に必要なSam-Sの発現が低いことが明らかとなった。このことは、上記のPGCに特徴的な細胞内代謝状態が遺伝子発現レベルで制御されていることを強く示唆している。
次にこれら代謝経路のPGCの発生過程における機能を明らかにするために、解糖系中間代謝酵素についてはその機能をRNAiにより阻害すること、そしてSam-SについてはPGC中での強制発現することを試みた。このうち、解糖系については解析を終えており、解糖系はPGCの細胞死誘導に必要であることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Analysys of Drosophila glucuronyl C-5 epimerase: implication of developmental roles of heparan sulfate sulfation compensation and 2-O sulfated glucuronic acid.2013
Author(s)
Dejima, K., Takemura, M., Nakato, E., Peterson, J., Hayashi, Y., Toyoda, A., Toyoda, H., Nakato, H.
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Journal Title
J. Biol. Chem.
Volume: 288
Pages: 34384-34393
DOI
Peer Reviewed
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