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生殖細胞関連遺伝子変異の探索と疾患モデル動物の作製

研究課題

研究課題/領域番号 20K21504
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分48:生体の構造と機能およびその関連分野
研究機関熊本大学

研究代表者

石黒 啓一郎  熊本大学, 発生医学研究所, 教授 (30508114)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード減数分裂 / 不妊 / 卵巣
研究開始時の研究の概要

本研究は不妊患者における減数分裂関連因子異常の探索と疾患モデルマウスでの検証を目的とする。申請者は減数分裂の開始に決定的な役割を担う新規の生殖細胞特異的因子MEIOSIS initiator (MEIOSIN)を同定した。Meiosin遺伝子欠損マウスの成体卵巣の表現型は、ヒトの不妊疾患と酷似することからMeiosin遺伝子それ自身或いはMEIOSINによって制御される下流の遺伝子が原因となっている可能性が考えられた。本研究では疾患モデル動物の作製による検証によって、ヒトの不妊疾患とMEIOSINの転写制御下に置かれる減数分裂関連遺伝子群との関連について検討する。

研究成果の概要

本研究は原発性卵巣不全患者における減数分裂関連因子異常の探索と疾患モデルマウスで の検証を目的とする。本研究ではエキソーム解析による臨床研究から原因遺伝子の特定と疾患モデル動物の作製による検証によって、原発性卵巣不全疾患とMEIOSINの転写制御下に置かれる減数分裂関連遺伝子群との関連について検討した。その結果、タンパク質をコードする配列へのアミノ酸変異、(2)スプライシングに影響を与える配列に変異を示す例が見つかったが、いずれもヘテロ接合と予測された。 MEIOSINの転写制御下に置かれる減数分裂関連遺伝子群について疾患モデル動物の作製と解析を行い、雄性不妊を示す遺伝子を見いだした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果は疾患モデル動物を用いた研究により検証されたものですが、FBXO47遺伝子はヒトにも存在することがわかりました。ヒトに見られる不妊症は原因が不明とされる症例が多く、今回の発見は、特に卵巣不全や無精子症や精子形成不全を示す不妊症の病態の解明に資するものと期待されます。また、MEIOSINの指令下で働くことが予想される他の機能未解明の遺伝子の働きについてはまだ十分に解明されていません。今後、卵子・精子の形成過程におけるこれら他の遺伝子の働きも同時に解明することで、生殖医療に大いに貢献できると期待されます。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 3件、 招待講演 8件) 図書 (13件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] UC Davis(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Gothenburg(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] MEIOSIN directs initiation of meiosis and subsequent meiotic prophase program during spermatogenesis2022

    • 著者名/発表者名
      Ishiguro K, Shimada R.
    • 雑誌名

      Genes & Genetic Systems

      巻: 97 号: 1 ページ: 27-39

    • DOI

      10.1266/ggs.21-00054

    • NAID

      130008134280

    • ISSN
      1341-7568, 1880-5779
    • 年月日
      2022-02-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] FBXO47 is essential for preventing the synaptonemal complex from premature disassembly in mouse male meiosis2022

    • 著者名/発表者名
      Tanno N, Takemoto K, Takada-Horisawa Y, Shimada R., Fujimura S, Tani N., Takeda N., Araki K, Ishiguro K
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 号: 4 ページ: 104008-104008

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.104008

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sexually dimorphic properties in meiotic chromosome2022

    • 著者名/発表者名
      Ishiguro K.
    • 雑誌名

      Sexual Development

      巻: - 号: 5-6 ページ: 423-434

    • DOI

      10.1159/000520682

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Meiosis-specific ZFP541 repressor complex promotes developmental progression of meiotic prophase towards completion during mouse spermatogenesis2021

    • 著者名/発表者名
      Horisawa-Takada Yuki et al.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 3184-3184

    • DOI

      10.1038/s41467-021-23378-4

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] KCTD19 and its associated protein ZFP541 are independently essential for meiosis in male mice2021

    • 著者名/発表者名
      Oura S, Koyano T, Kodera C, Takada Y, Matsuyama M, Ishiguro K, Ikawa M.
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 17 号: 5 ページ: e1009412-e1009412

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1009412

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Meiotic cohesins mediate initial loading of HORMAD1 to the chromosomes and coordinate SC formation during meiotic prophase2020

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Yasuhiro、Horisawa-Takada Yuki、Inoue Erina、Tani Naoki、Shibuya Hiroki、Fujimura Sayoko、Kariyazono Ryo、Sakata Toyonori、Ohta Kunihiro、Araki Kimi、Okada Yuki、Ishiguro Kei-ichiro
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 16 号: 9 ページ: e1009048-e1009048

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1009048

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Phosphorylation of the Anaphase Promoting Complex activator FZR1/CDH1 is required for Meiosis II entry in mouse male germ cell2020

    • 著者名/発表者名
      Tanno Nobuhiro、Kuninaka Shinji、Fujimura Sayoko、Takemoto Kazumasa、Okamura Kaho、Takeda Naoki、Araki Kimi、Araki Masatake、Saya Hideyuki、Ishiguro Kei-ichiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 10094-10094

    • DOI

      10.1038/s41598-020-67116-0

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 体細胞分裂型から減数分裂型の細胞周期への切り替え機構2022

    • 著者名/発表者名
      石黒啓一郎
    • 学会等名
      先端モデル動物支援プラットフォーム令和3年度成果発表会 (大津)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Sexually different mechanisms of meiotic cell cycle in mammalian germ cells2021

    • 著者名/発表者名
      Kei-ichiro Ishiguro
    • 学会等名
      44th Annual meeting of Molecular Biology Society of Japan, Symposium (Yokohama)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] STRA8 plays multiple roles in gonadal development and meiotic cell cycle in mouse female germ cells2021

    • 著者名/発表者名
      Ryuki Shimada, Kei-ichiro Ishiguro
    • 学会等名
      International Symposium on the Biology of Vertebrate Sex Determination
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 減数分裂開始の性差2021

    • 著者名/発表者名
      石黒啓一郎
    • 学会等名
      第93回日本遺伝学会大会 ワークショップ「非ゲノム情報複製機構による生命現象の制御」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 減数分裂の開始機構2021

    • 著者名/発表者名
      石黒啓一郎
    • 学会等名
      第39回日本受精着床学会 シンポジウム「遺伝」(神戸)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 体細胞分裂から減数分裂への細胞周期の切り替え2021

    • 著者名/発表者名
      石黒啓一郎
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Fbxo47 is essential for stability of the synaptonemal complex in male meiosis2021

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro Tanno, Kazumasa Takemoto, Sayoko Fujimura, Kimi Araki, Kei-ichiro Ishiguro
    • 学会等名
      第54回 日本発生生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 表標題 The coordination of meiotic gene activation and pre-meiotic S phase entry ensure the reproductive life span in murine female2021

    • 著者名/発表者名
      Ryuki Shimada, Kei-ichiro Ishiguro
    • 学会等名
      第54回 日本発生生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] FBXO47はマウス雄性減数分裂においてシナプトネマ複合体の安定化に働く2021

    • 著者名/発表者名
      丹野 修宏, 竹本 一政, 高田 幸, 島田 龍輝, 藤村 幸代子, 谷 直紀, 竹田 直樹, 荒木 喜美, 石黒 啓一郎
    • 学会等名
      第39回 染色体ワークショップ・第19回 核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 生殖細胞特異的ZFP541複合体は減数分裂前期脱出の転写制御に働く2021

    • 著者名/発表者名
      高田幸, 小寺千聡, 竹本一政, 坂下陽彦, 前田亮, 島田龍輝, 立花 誠, 行川 賢, 荒木喜美, 石黒啓一郎
    • 学会等名
      日本エピジェネティクス研究会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 生殖細胞における体細胞分裂から減数分裂への切り替え機構と性差2020

    • 著者名/発表者名
      石黒啓一郎
    • 学会等名
      第126回日本解剖学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 胎児期メス生殖細胞における減数分裂開始と細胞周期G1/S期の同調のメカニズム2020

    • 著者名/発表者名
      島田龍輝, 石黑 啓一郎
    • 学会等名
      第 38 回 染色体ワークショップ 第 19 回 核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 減数分裂開始に必須の役割を果たすMEIOSINおよび STRA8のタンパク質ドメイン2020

    • 著者名/発表者名
      石黒 啓一郎
    • 学会等名
      第43回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] MEIOSINによる減数分裂のコントロール2020

    • 著者名/発表者名
      石黒 啓一郎
    • 学会等名
      第65回日本生殖医学会学術講演会・総会 教育講演
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SWITCHING FROM MITOSIS TO MEIOSIS IS REGULATED BY SEXUALLY DIFFERENT MECHANISM IN MAMMALIAN GERM CELLS2020

    • 著者名/発表者名
      Kei-ichiro Ishiguro
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Laboratory Meeting 2020 GERM CELLS
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MEIOSIN directs the switch from mitosis to meiosis in mammalian germ cells2020

    • 著者名/発表者名
      Kei-ichiro Ishiguro
    • 学会等名
      53rd Annual Meeting of JSDB (Online meeting)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 減数分裂を制御する新規因子KCTD19を欠損した雄マウスは無精子症を呈し不妊となる2020

    • 著者名/発表者名
      小寺千聡, 高田幸, 大場隆, 石黒啓一郎, 片渕秀隆
    • 学会等名
      日本人類遺伝学会第65回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] 遺伝学の百科事典 継承と多様性の源2022

    • 著者名/発表者名
      石黒啓一郎 - 分担執筆
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      9784621306604
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] Hormone Frontier in Gynecology 2022年3月号(Vol.29 No.1)【特集 受精と胚発生をめぐる話題】2022

    • 著者名/発表者名
      石黒啓一郎
    • 出版者
      メディカルレビュー社
    • ISBN
      9784779225871
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 日本受精着床学会誌2022

    • 著者名/発表者名
      石黒啓一郎
    • 出版者
      日本受精着床学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] Precision Medicine7月臨時増刊号 シングルセル解析の新たな可能性2021

    • 著者名/発表者名
      石黒啓一郎
    • 出版者
      北隆館
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] BIO Clinica 5月号 疾患ゲノム研究の最前線2021

    • 著者名/発表者名
      石黒啓一郎
    • 出版者
      北隆館
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] マウス・ラットモデル作製・解析プロフェッショナル2021

    • 著者名/発表者名
      石黒啓一郎
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758121125
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] ヒトゲノム事典2021

    • 著者名/発表者名
      石黒啓一郎 - 分担執筆
    • 出版者
      一色出版
    • ISBN
      9784910389127
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] マウス・ラットモデル作製・解析プロフェッショナル モデル動物の作製-体細胞分裂と減数分裂の違いを生み出す分子機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      石黒啓一郎 (分担) 先端モデル動物支援プラットフォーム(AdAMS)
    • 総ページ数
      320
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758121125
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] BIO Clinica 2021年 2月号 不妊診療UPDATE 減数分裂開始因子MEIOSINとその標的遺伝子の変異による不妊2021

    • 著者名/発表者名
      石黒啓一郎
    • 総ページ数
      94
    • 出版者
      北隆館
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] 週刊医学のあゆみ 275(7)2020

    • 著者名/発表者名
      石黒啓一郎
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      医歯薬出版社
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] 「細 胞」8月号 特集「非ゲノム情報の複製機構 体細胞分裂から減数分裂へのスイッチ機構2020

    • 著者名/発表者名
      石黒啓一郎
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      ニューサイエンス社
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] 「細胞」5月増刊号 体細胞分裂と減数分裂における染色体・クロマチン構造の違い2020

    • 著者名/発表者名
      石黒啓一郎
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      ニューサイエンス社
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] 実験医学4月号  カレントトピックス 生殖細胞の運命決定 ― 体細胞分裂から減数分裂への細胞周期の切替え2020

    • 著者名/発表者名
      石黒 啓一郎
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      羊土社
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 熊本大学発生医学研究所 染色体制御分野HP

    • URL

      http://www.imeg.kumamoto-u.ac.jp/bunya_top/chromosome-biology/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] research map

    • URL

      https://researchmap.jp/read0123107/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/read0123107

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 熊本大学発生医学研究所

    • URL

      http://www.imeg.kumamoto-u.ac.jp/bunya_top/chromosome-biology/ronbun/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2023-01-30  

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