研究課題
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精子幹細胞が自己複製能を不可逆的に喪失し、精子形成へ向けて運命決定される一時期において、大規模なゲノム修飾が引き起こされる転換点が存在する。この大規模なゲノム修飾を起こすための鍵となる酵素(Dnmt3aとGLPタンパク質)の増加は、転写ではなく翻訳により制御されることが示唆されている。本研究は、この転換点における翻訳制御の実態を明らかにするため、1) mRNAの核外輸送、2) 全mRNAの翻訳の亢進/脱抑制、3) mRNAの選択的な翻訳の亢進/脱抑制、の可能性について解析する。これにより、精子幹細胞の分化開始機構が明らかになるだけでなく、不妊症の原因解明やその治療への応用も期待される。
精子幹細胞が精子形成へ向けて運命決定される一時期において、大規模なゲノム修飾の転換が起こる。この転換に関わるゲノム修飾酵素群は、翻訳制御によってその量が増加していることが示唆されている。そこで本研究は、この転換点における翻訳制御の実態を明らかにすることを目的とした。その結果、1) 修飾酵素のmRNAの翻訳は、精子幹細胞において強く抑制されていること、2 ) 転換点の前後で異なるmRNAアイソフォームが発現していること、3 ) 修飾酵素のmRNAは、転換点の前後を通して細胞質に局在しており、mRNAの核外輸送によってタンパク質合成量が制御されている可能性は低いこと、が本研究により明らかとなった。
ゲノム修飾酵素の翻訳制御は、精子幹細胞から分化細胞の移行に必要なエピジェネティクス制御の上流にあると考えられ、そのメカニズムを理解することで、成体幹細胞に対して広く適用可能な『細胞運命の決定機構』を翻訳制御の視点で明らかにできると考えられる。これを達成することは、再生医療研究に重要なだけでなく、「多細胞生物における様々な種類の細胞がどのように生み出されるのか」といった生物学における根本の問いの解明につながると期待される。
すべて 2021 2019
すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件)
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