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受精後のクロマチン構築に関わる卵母細胞核小体成分の同定

公募研究

研究領域生殖系列の世代サイクルとエピゲノムネットワーク
研究課題/領域番号 23013025
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関京都大学

研究代表者

大串 素雅子  京都大学, 白眉センター, 特定助教 (50437505)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
2012年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2011年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
キーワード核小体 / 受精卵 / 哺乳類 / クロマチン / ヌクレオプラスミン2
研究概要

核小体はタンパク質合成を担うリボソーム構築に関わる細胞小器官として古くからよく知られているが,近年それ以外の機能も示唆されておりその構造に含まれる成分・役割については不明な点が多い。我々は,哺乳類において初期胚発生進行に卵母細胞核小体が必須であることを報告した。しかし,この核小体構造を構成している成分は明らかではない。本研究ではマウス卵母細胞核小体のタンパク質成分の同定・機能解析を目的として以下の実験を行った。
(1)Yeast Two-Hybrid法で卵母細胞核小体に局在するヌクレオプラスミン2(Npm2)と相互作用するタンパク質を同定。
(2)顕微操作によって大量に単離した卵母細胞核小体を高感度質量分析で解析し構成タンパク質を同定。
(1),(2)の実験から卵母細胞核小体に局在するタンパク質を同定できた。驚くべきことに同定されたタンパク質はユビキチン化,SUMO化に関わる酵素やヒストンシャペロンといったものがほとんどでリボソーム構築と関連性がなかった。さらに,同定されてきたタンパク質でありヒストンシャペロンとして知られるNpm2の機能解析を行った。核小体除去卵と同様に,Npm2欠損受精卵の前核には核小体が形成されず初期胚発生進行に異常が認められる。そこでNpm2欠損マウスの受精卵の動態を詳細に調べると,受精後雌雄両前核でヘテロクロマチンの高次構造に異常がみられ,第一分割時に染色体分離の異常が見られる。核小体除去卵でも同様の異常が見られることから,核小体構造が存在しないことにより受精後のクロマチン構築と染色体分離に異常が起こることが示唆された。また核小体除去卵に高濃度のNpm2タンパク質を発現させ受精させると受精卵の前核に核小体が形成され初期胚発生も正常に進行する。つまり,卵母細胞核小体の主なタンパク質成分はNpm2であり受精後のクロマチン構築に関わっていることを明らかにした。

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

哺乳類卵母細胞は材料を大量に確保することが難しいため卵母細胞核小体のタンパク質成分を同定することは困難であると実験開始当時は思っていた。しかし,Yeast Two-Hybrid法や高感度質量分析によりタンパク質成分を同定できたことは評価に値すると思う。また,卵母細胞核小体の主な構成成分がNpm2であることを発見しNpm2が受精後のクロマチン構築に必須であることも明らかにした。哺乳類卵母細胞の受精後のクロマチン構築機構は未だ不明な点が多い中クロマチンと核小体との関連性が明らかにできた。今後は,受精後のクロマチン構築におけるNpm2の詳細な機能解析を哺乳類卵母細胞でも容易に大量に材料を確保できる系を立ち上げつつ行っていきたい。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Offspring from oocytes derived from in vitro primordial germ cell-like cells in mice2012

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, K., Ogushi, S., Kurimoto, K., Shimamoto, S., Ohta, H., Saitou, M
    • 雑誌名

      Science

      巻: 338 号: 6109 ページ: 971-975

    • DOI

      10.1126/science.1226889

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nucleoli from two-cell embryos support the development of enucleolated germinal vesicle oocytes in the pig2012

    • 著者名/発表者名
      Kyogoku, H., Ogushi, S., Miyano, T.
    • 雑誌名

      Biology of Reproduction

      巻: 87 号: 5 ページ: 1131-6

    • DOI

      10.1095/biolreprod.112.103119

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of proteasome inhibitors on the nucleolar size of porcine oocytes.2012

    • 著者名/発表者名
      Jitsukawa M, Kyogoku H, Ogushi S, Miyano T.
    • 雑誌名

      Journal of Reproduction and Development

      巻: 58 ページ: 162-166

    • NAID

      10030407716

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Proteasome Inhibitors on the Nucleolar Size of Porcine Oocytes2012

    • 著者名/発表者名
      Jitsukawa M, Kyogoku H, Ogushi S, Miyano T
    • 雑誌名

      Journal of Reproduction and Development

      巻: 58 号: 1 ページ: 162-166

    • DOI

      10.1262/jrd.11-134A

    • NAID

      130001388603

    • ISSN
      0916-8818, 1348-4400
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Involvement of murine nucleoplasmin 2 in the decondensation of sperm chromatin after fertilization2011

    • 著者名/発表者名
      Inoue A, Ogushi S, Saitou M, Suzuki MG & Aoki F
    • 雑誌名

      Biol. Reprod

      巻: 85 号: 1 ページ: 70-77

    • DOI

      10.1095/biolreprod.110.089342

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nucleoli from growing oocytes inhibit the maturation of enucleolated, full-grown oocytes in the pig2011

    • 著者名/発表者名
      Kyogoku, H., Ogushi, S., Miyano, T., Fulka, J.Jr.
    • 雑誌名

      Molecular Reproduction and Development

      巻: 78 号: 6 ページ: 426-435

    • DOI

      10.1002/mrd.21320

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Condensins I and II are essential for construction of bivalent chromosomes in mouse oocytes2011

    • 著者名/発表者名
      J.Lee
    • 雑誌名

      Mol.Biol.Cell

      巻: 22 号: 18 ページ: 3465-3477

    • DOI

      10.1091/mbc.e11-05-0423

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Nucleoplasmin2 in the maternal nucleolus is the critical factor for the higher-chromatin organization after fertilization2012

    • 著者名/発表者名
      Ogushi S, Yamagata K, Wakayama T, Saitou M.
    • 学会等名
      The 35th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan, Workshop "Egg-Cell Biology with Cutting-Edge Technologies
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県)
    • 年月日
      2012-12-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Maternal nucleolus governs the higher chromatin organization after fertilization.2012

    • 著者名/発表者名
      Ogushi S, Yamagata K, Wakayama T, Saitou M.
    • 学会等名
      SRD-NIAS the 2nd Japan-Czech Joint Symposium "Understanding the Germ Cell Potential"
    • 発表場所
      東京大学弥生講堂(東京都)
    • 年月日
      2012-09-10
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Production of fertile gametes from mouse pluripotent stem cells.2012

    • 著者名/発表者名
      Hayashi K, Ogushi S, Shimamoto S, Saitou M.
    • 学会等名
      SRD-NIAS the 2nd Japan-Czech Joint Symposium "Understanding the Germ Cell Potential"
    • 発表場所
      東京大学弥生講堂(東京都)
    • 年月日
      2012-09-10
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 初期胚発生を支える卵母細胞核小体2012

    • 著者名/発表者名
      大串素雅子
    • 学会等名
      日本畜産学会第115回大会
    • 発表場所
      名古屋市名古屋大学東山キャンパス(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 新規ヘテロクロマチン構築における卵母細胞核小体の役割2012

    • 著者名/発表者名
      大串素雅子
    • 学会等名
      第1回リボソームミーティング
    • 発表場所
      東広島市広島大学東広島キャンパス
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Oocyte Nucleolus Governs Higher-order Chromatin Organization during the First Cell Cycle after Fertilization2011

    • 著者名/発表者名
      大串素雅子
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜市パシフィコ横浜(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 核小体は受精後のヘテロクロマチン構築に必要である2011

    • 著者名/発表者名
      大串素雅子
    • 学会等名
      第104回日本繁殖生物学会
    • 発表場所
      盛岡市いわて県民情報交流センター・アイーナ
    • 年月日
      2011-09-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考] 共同研究成果:体外培養にて得られた始原生殖細胞に由来する卵子からのマウス産出に成功しました

    • URL

      http://www.hakubi.kyoto-u.ac.jp/02_mem/sei.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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