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ハムスターをモデルとした哺乳類の「雌」におけるPIWI-piRNAの機能解明

研究課題

研究課題/領域番号 18J22025
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 実験動物学
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

石野 響子  慶應義塾大学, 医学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2020年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードRNAサイレンシング / PIWI-piRNA / 哺乳動物 / 生殖細胞 / ハムスター
研究実績の概要

PIWIタンパク質は主に生殖細胞で発現し、小分子RNAの一種であるpiRNA(PIWI-interacting RNA)と複合体を形成することでRNAサイレンシングを介したトランスポゾンの発現抑制に寄与する。哺乳類のモデル生物であるマウスはオスのみでPiwi遺伝子ファミリーが発現しており、これらの遺伝子欠損マウスはいずれも精子形成不全により不妊の表現型を示すが、メスは健常である。近年、マウスを除くほぼ全ての哺乳動物はメスにおいてもPiwiが発現している。一方卵細胞におけるPIWI-piRNA複合体の機能は不明である。そこで本研究では、卵細胞でPiwiを発現するゴールデンハムスター(Mesocricetus auratus)を実験モデルとして、メスにおけるPIWIとpiRNAの解析をおこなった。
まずハムスターにおけるPiwiファミリーの発現をトランスクリプトーム解析とPCRにより検証した。結果、卵細胞ではPiwil1およびPiwil3の発現が強くみられたため、この2種を研究対象とした。次に各PIWIタンパク質を特異的に認識するマウスモノクローナル抗体を作製し、免疫沈降法によりそれらに結合するpiRNA群を卵巣、未受精卵(MII oocyte)および2細胞期胚から単離した。その結果、PIWIL1では卵成熟過程を経るにつれ結合するpiRNA群の塩基長が短くなることを新たに見出した。一方PIWIL3においては、MII oocyteでのみ19塩基長前後のpiRNAが結合していること、さらにその結合にはリン酸化修飾が必要であることを明らかにした。
本研究によって得られた知見は、ハムスターの卵細胞におけるpiRNAの特徴を明らかにし、新たに得られたゲノム情報と合わせることで、哺乳動物の卵細胞におけるpiRNA研究の有用なモデル基盤となることが期待される。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Hamster PIWI proteins bind to piRNAs with stage-specific size variations during oocyte maturation2021

    • 著者名/発表者名
      Ishino Kyoko、Hasuwa Hidetoshi、Yoshimura Jun、Iwasaki Yuka W、Nishihara Hidenori、Seki Naomi M、Hirano Takamasa、Tsuchiya Marie、Ishizaki Hinako、Masuda Harumi、Kuramoto Tae、Saito Kuniaki、Sakakibara Yasubumi、Toyoda Atsushi、Itoh Takehiko、Siomi Mikiko C、Morishita Shinichi、Siomi Haruhiko
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 49 号: 5 ページ: 2700-2720

    • DOI

      10.1093/nar/gkab059

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ゴールデンハムスターの雌性生殖細胞におけるPIWI-piRNAの機能解明2019

    • 著者名/発表者名
      石野響子、蓮輪英毅、塩見春彦
    • 学会等名
      第21回日本RNA学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 哺乳動物の雌性生殖細胞特異的なRNAサイレンシング機構の解明に向けて2019

    • 著者名/発表者名
      石野響子、蓮輪英毅、塩見春彦
    • 学会等名
      RNAフロンティアミーティング2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ゴールデンハムスターの雌性生殖細胞におけるPIWI-piRNAの配列解析2019

    • 著者名/発表者名
      石野響子、蓮輪英毅、塩見春彦
    • 学会等名
      生命情報科学若手の会第11回研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ゴールデンハムスターにおける卵細胞特異的なPIWIとpiRNAの発見2019

    • 著者名/発表者名
      石野響子、蓮輪英毅、塩見春彦
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of PIWI-piRNA pathway in female hamster2019

    • 著者名/発表者名
      ◯石野響子,蓮輪英毅,塩見春彦
    • 学会等名
      第20回武田科学振興財団生命科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ハムスターにおけるPIWI-piRNAの機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      ◯石野響子,蓮輪英毅,塩見春彦
    • 学会等名
      生命科学系フロンティアミーティング2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ハムスターをモデルとした哺乳類の雌性生殖細胞におけるPIWI-piRNAの機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      ◯石野響子,蓮輪英毅,塩見春彦
    • 学会等名
      RNAフロンティアミーティング2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ハムスターをモデルとした哺乳類の「雌」におけるPIWI-piRNAの機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      ◯石野響子,蓮輪英毅,塩見春彦
    • 学会等名
      第20回日本RNA学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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