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Importin13によるタンパク質の局在変化が減数分裂を制御する分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K07254
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分48010:解剖学関連
研究機関熊本保健科学大学

研究代表者

田中 聡  熊本保健科学大学, 保健科学部, 教授 (10321944)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードIpo13 / 生殖細胞 / 精子形成 / 始原生殖細胞 / マウス / 原始外胚葉 / Importin13 / 初期胚 / 減数分裂 / 核局在
研究開始時の研究の概要

Importin13(Ipo13)によるカーゴ分子の核-細胞質間の局在の変化がどのようにして減数分裂を制御しているのか、その分子機構の解明を目指し、遺伝子改変マウスの精巣を用いてその機能的なカーゴ分子を同定する。そして、そのカーゴ分子の減数分裂を制御する作用機序を調べることで、Ipo13のカーゴ分子の核-細胞質間の局在の変化による細胞分化の制御機構を明らかにする。

研究実績の概要

核と細胞質間の物質輸送を担うImportin13は、内部細胞塊の細胞が原始外胚葉に分化する段階、始原生殖細胞が形成された後に生殖巣に到達する前の段階、及び減数分裂のパキテン期の生殖細胞において一過的な発現上昇を示す。Ipo13欠損マウス胚は、着床後まもなく胎齢6.5日頃までに致死となった。Ipo13欠損胚盤胞の培養を行ったところ、内部細胞塊由来の細胞が正常に分化しなかった。しかし、その内部細胞塊からは、正常胚と遜色なくEmbryonic Stem cells(ESCs)を樹立することができた。そこで、Ipo13欠損ESCsを用いて胚様体形成による分化誘導実験を行なった結果、Ipo13欠損ESCsからは、内胚葉マーカーであるGata4陽性の内胚葉の細胞が形成されなかった。また、Ipo13欠損ESCsからは、強い自己増殖能を持つ初期の原始外胚葉様細胞が誘導できなかった。ついで、Ipo13のコンディショナルノックアウトマウスを国際共同研究にて作成し、その解析を行い、Ipo13が、内部細胞塊の細胞及び減数分裂過程の精母細胞の分化に必須な役割を担っていることを見い出だしている。特に、始原生殖細胞が生殖巣に到達する前の段階でIpo13の機能欠損を誘導すると、始原生殖細胞が生殖巣に存在していないことを発見した。始原生殖細胞の異所的な局在は観察されないことから、Ipo13の欠損は、始原生殖細胞の移動に影響を与えていないことが明らかとなっている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

Ipo13のコンディショナルノックアウトマウスを用いた解析が、順調に進んでいるため。

今後の研究の推進方策

Ipo13のコンディショナルノックアウトマウスを用いた解析を進め、始原生殖細胞の発生、及び減数分裂過程の精母細胞の分化に必須な役割を担っていることを明らかにする。また、Ipo13の機能的カーゴの候補分子であるUbc9のコンディショナルノックアウトマウスの作成を行い、解析を進める。

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (7件)

  • [国際共同研究] CMRI, Sydney university(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Children’s Medical Research Institute(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Children’s Medical Research Institute/University of Sydney(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Patrick PL Tam/Children's Medical Research Institute(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] TRAPγ-CDG shows asymmetric glycosylation and an effect on processing of proteins required in higher organisms2020

    • 著者名/発表者名
      Dittner-Moormann Sabine、Lourenco Charles Marques、Reunert Janine、Nishinakamura Ryuichi、Tanaka Satomi S、Werner Claudius、Debus Volker、Zimmer Klaus-Peter、Wetzel Gabriele、Naim Hassan Y、Wada Yoshinao、Rust Stephan、Marquardt Thorsten
    • 雑誌名

      Journal of Medical Genetics

      巻: 58 号: 3 ページ: 213-216

    • DOI

      10.1136/jmedgenet-2019-106279

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Roles of Importin13 in mouse spermatogenesis2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuka L Yamaguchi1, Patrick PL Tam, Hiroshi Kiyonari, Satomi S Tanaka
    • 学会等名
      第56回 日本発生生 物学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Roles of Importin13 in mouse germ cell development2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuka L Yamaguchi1, Patrick PL Tam, Hiroshi Kiyonari, Satomi S Tanaka
    • 学会等名
      第46回 日本分子生 物学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Roles of homeoproteins Six1 and Six4 in the mouse primordial germ cell formation2022

    • 著者名/発表者名
      Yasuka L. Yamaguchi and Satomi S. Tanaka
    • 学会等名
      日本繁殖生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Roles of Importin13 in mouse germ cell development2022

    • 著者名/発表者名
      Yasuka L. Yamaguchi, Hiroshi Kiyonari, Patrick P.L. Tam and Satomi S. Tanaka
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Roles of Importin13 in mouse development2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuka L. Yamaguchi1, Patrick P.L. Tam and ○Satomi S. Tanaka
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Roles of Importin13 in the mouse epiblast development.2020

    • 著者名/発表者名
      S.S. Tanaka, Y.L. Yamaguchi and P.P.L. Tam
    • 学会等名
      53rd Annual Meeting of JSDB(対面発表は中止)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Importin13によるマウス原始外胚葉と内胚葉の発生制御機構について2020

    • 著者名/発表者名
      Y.L. Yamaguchi, P.P.L. Tam and S.S. Tanaka
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会 (オンライン開催)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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