| 研究領域 | 全能性プログラム：デコーディングからデザインへ |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05356
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
生物系
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
大杉 美穂 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (00332586)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
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| キーワード | 倍数性 / マウス胚発生 / 核 / 一倍体胚 / 発生 / 全能性 / クロマチン / ハプロイド / マウス胚 / 核膜 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
二倍体の生物である脊椎動物の卵が単為発生刺激を受けて、一倍体（半数体）の胚発生が開始されることがあるが、胚は途中で発生停止する。特に哺乳類の一倍体胚は6-7回分裂する間に多くが発生停止してしまうが、その理由はわかっていない。本研究では、マウス一倍体胚は、細胞や核の大きさは二倍体胚と変わらないがゲノム量が半減しているため、核内のクロマチン密度が二倍体胚の半分であることに着目した。「核内クロマチン密度の半減が引き起こす核膜―クロマチン結合の異常が、胚発生に必要な遺伝子発現を阻害する」という仮説の検証を通し、全能性を獲得する場として機能するために必要な核の構造を明らかにすることを目指す。
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| 研究実績の概要 |
二倍体の生物である脊椎動物の卵が単為発生刺激を受けて、一倍体（半数体）の胚発生が開始されることがあるが、胚は途中で発生停止する。特に哺乳類の一倍体胚は6-7回分裂する間に多くが発生停止してしまうが、その理由はわかっていない。本研究では、マウス一倍体胚は、細胞や核の大きさは二倍体胚と変わらないがゲノム量が半減しているため、核内のクロマチン密度が二倍体胚の半分であることに着目した。「核内クロマチン密度の半減が引き起こす核膜―クロマチン結合の異常が、胚発生に必要な遺伝子発現を阻害する」という仮説の検証を通し、全能性を獲得する場として機能するために必要な核の構造を明らかにすることを目指した。
本研究ではまず、核内クロマチン密度が受精卵と同等である一倍体胚の作出に取り組んだ。マウス卵に単為発生刺激を与える際にアクチン重合の阻害剤を作用させることで、第二極体放出という非対称な細胞分裂ではなく等割分裂を誘導することができた。これにより細胞の大きさが通常の半分の胚ができ、核内クロマチン密度が受精卵と同等である一倍体胚の作出方法が確立できた。この一倍体胚は、二倍体胚には及ばないものの7割を超える胚盤胞到達率を示したことから、胚発生における核内クロマチン密度、あるいは細胞あたりのゲノムDNA量と細胞質量の比の重要性が明らかになった。また、核内クロマチン密度が半減している一倍体胚では、第二、第三卵割分裂時に高頻度で紡錘体の形成や染色体の分配、細胞質分裂に異常が生じることがわかった。このような分裂期異常は、核内クロマチン密度が二倍体胚と同等の一倍体胚ではほぼ観察されなかったことから、このような分裂期異常が、通常の一倍体胚の発生停止の原因になっていることが推察される。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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