減数分裂開始および進行の分子制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 14540621
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物形態・構造
• 研究機関: 独立行政法人水産総合研究センター (2004); 岡崎国立共同研究機構 (2002-2003)
• 研究代表者: 小林 亨 独立行政法人水産総合研究センター, 養殖研究所・生産技術部, 主任研究官 (30221972)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円); 2004年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 2003年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2002年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
• キーワード: 精子形成 / 減数分裂 / サイクリンA1 / Dmc1 / サイクリンB3 / サイクリンE2 / 精原細胞 / in vitro / cyclin B3 / cyclin A1 / cyclin A2 / 精母細胞 / 卵形成 / サイクリンA / DMC1 / サイクリンB / 魚類 / ウナギ / ティラピア

研究概要

減数分裂開始および進行の分子制御機構を明らかにするために、脊椎動物で唯一、in vivoおよびin vitroで精子形成を完全に再現できるウナギの系を主に用いて「生殖細胞の分化と細胞周期調節」に着目して研究を行った。本研究で得られた成果は以下の通りである:
(1)精子形成過程における生殖細胞の細胞周期関連遺伝子であるサイクリン、サイクリン依存性キナーゼ(cdk)の動態を調べた結果、精原細胞期にサイクリンE2、A2が、減数分裂期に入るとサイクリンA1が特異的に発現する。サイクリンA1は、減数分裂前期に特異的な発現を示すDmc1の発現後にその発現がみられることから、サイクリンA1は第一次精母細胞のパキテン期以降に発現することが明らかとなった。B型サイクリンの中でB1、B2は精子形成過程で精母細胞期まで発現がみられるのに対して、B3は精原細胞に特異的に発現すること、免疫沈降法、H1キナーゼ活性測定からいずれもcdc2と複合体を形成して機能することが明らかとなった。ほ乳類のB3は減数分裂前期に特異的に発現することが報告されているが、本研究では魚類(ウナギ、ティラピア、メダカ)ではB3は精原細胞特異的に発現することが明らかとなった。
(2)ウナギのin vitro精子形成再現系では、アンドロゲンにより精子形成の開始を誘起される。この系においてE型サイクリンの強制発現は、ホルモン非依存的に精子形成の開始を誘起することができた。この結果は、精原細胞期に特異的に発現するサイクリンが精原細胞の増殖、分化、減数分裂への移行に密接に関わっていることを示唆した。

研究成果

• [雑誌論文] Cloning of cDNAs and their differential expression of A-type cyclins and Dmc1 during spermatogenesis in the Japanese eel, Anguilla japonica. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kajiura-Kobayashi, H., Kobayashi, T.et al.
  • 雑誌名: Dev.Dyn. 232 ページ: 1115-1123
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cloning of cDNAs and the differential expression of A-type cyclins and Dmcl during spermatogenesis in the Japanese eel, a teleost fish. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kajiura-Kobayashi, H., Kobayashi, T., Nagahama, Y.
  • 雑誌名: Dev.Dyn. 232 ページ: 1115-1123
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cloning of cDNAs and the differential expression of A-type cyclins and Dmc1 during spermatogenesis in the Japanese eel, a teleost fish. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kajiura-K, H., Kobayashi, T., Nagahama, Y.
  • 雑誌名: Developmental Dynamics 232・4(In press)
• [雑誌論文] The cloning of cyclin B3 and its expression during hormonally induced spermatogenesis in the telesot, Anguilla japonica. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kajiura-Kobayashi, H., Kobayashi, T.et al.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 323 ページ: 288-292
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The cloning of cyclin B3 and its gene expression during hormonally induced spermatogenesis in the teleost, Anguillajaponica. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kajiura-Kobayashi, H., Kobayashi, T., Nagahama, Y.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 323 ページ: 288-292
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The cloning of cyclin B3 and its gene expression during hormonally induced spermatogenesis in the teleost, Anguilla japonica. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kajiura-K, H., Kobayashi, T., Nagahama, Y.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 323・1 ページ: 288-292
• [雑誌論文] Isolation, characterization and expression of 11b-hydroxysteroid dehydrogenase type2 DNAs from testes of Japanese eel (A.japonica) and Nile tilapia (O.niloticus) (2003)
  • 著者名/発表者名: Jiang, J.Q., Kobayashi, T.et al.
  • 雑誌名: J.Mol.Endocrinol. 31 ページ: 305-315
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Isolation, characterization and expression of 11b-hydroxysteroid dehydrogenase type 2 cDNAs from the testes of Japanese eel (Anguillajaponica) and Nile tilapia (Oreochromis niloticus). (2003)
  • 著者名/発表者名: Jiang, J.Q., Wang, D, S., Senthilkumaran, B., Kobayashi, T., Kobayashi, H K., Yamaguchi, A., Ge, W., Young G., Nagahama, Y.
  • 雑誌名: J.Mol.Endocrinol. 31 ページ: 305-315
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A novel progestogen receptor subtype in the Japanese eel, Anguilla japonica. (2002)
  • 著者名/発表者名: Ikeuchi, T., Kobayashi, T.et al.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 550 ページ: 77-82
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Two isoforms of vasa homologs in a teleost fish : their differential expression during Germ cell differenentiation. (2002)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, T. et al.
  • 雑誌名: Mech.Develop. 111 ページ: 167-171
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A novel progestogen receptor subtype in the Japanese eel, Angirilla japonica. (2002)
  • 著者名/発表者名: Ikeuchi., T., Todo, T., Kobayashi, T., Nagahama, Y.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 550 ページ: 77-82
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Two isoforms of vasa homologs in a teleost fish : their differential expression during germ cell differentiation. (2002)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, T., Kajiura-Kobayashi, H., Nagahama, Y.
  • 雑誌名: Mech.Develop. 111 ページ: 167-171
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kobayashi, T., et al.: "Induction of XY sex reversal by estrogen involves altered gene expression in a teleost, tilapia"Cytogenet.Genom Res.. 101. 289-291 (2003)
• [文献書誌] Kobayashi, T., et al.: "Sex determination and differentiation in fish"Zoological Science. 20. 1507 (2003)
• [文献書誌] Kajiura-Kobayashi, H., et al.: "Dynamics of cellcycle related genes afterhormonal induction of spermatogenesis in the Japanese eel, Anguilla japonica"Zoological science. 20. 1547 (2003)
• [文献書誌] Kobayashi, T.et al.: "Two isoforms of vasa homologs in a teleost fish : Their differential expression during germ cell differentiation"Mechanisms of Development. 111. 167-171 (2002)
• [文献書誌] Kobayashi et al.: "Up-and down-regulated genes after the induction of XY sex-reversal by estrogens in a teleost, tilapia, 0. niloticus"Zoological Science. 19. 1438 (2002)