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2021 年度 実績報告書

生殖細胞発生過程における選択機構の解明

計画研究

研究領域配偶子インテグリティの構築
研究課題/領域番号 18H05552
研究機関筑波大学

研究代表者

小林 悟  筑波大学, 生存ダイナミクス研究センター, 教授 (90225508)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2023-03-31
キーワードショウジョウバエ / 配偶子 / 始原生殖細胞 / 品質管理 / 選択機構
研究実績の概要

昨年度にトランスポゾンが転移してゲノム・インテグリティが低下した生殖系列を排除する品質管理機構が存在することを論文として発表したが、トランスポゾンの転移が実際に起こっている始原生殖細胞が存在するかは不明であった。生殖系列中において、トランスポゾンの転移を抑制する分子として、piRNA(Piwi interacting RNA)が知られている。そこで、piRNAの機能が低下している始原生殖細胞が存在するかを調べたところ、少数ではあるが、piRNAの機能が低下している始原生殖細胞が存在することが明らかとなった。今後、この始原生殖細胞では、piRNAの産生あるいは機能に関与するタンパク質の量が低下しているのか、実際にトランスポゾンは転移するのか、品質管理機構により排除され次世代を産生することはないのかについて詳細に解析する予定である。以上の結果は、始原生殖細胞集団にヘテロジェナィティが存在することを示唆する。さらに、始原生殖細胞のヘテロジェナィティを明らかにするため、始原生殖細胞を分取し、scRNA-seq (single cell RNA sequencing)を行った。その結果、始原生殖細胞には、生殖質中に含まれる母性分子(卵形成過程で合成され卵に蓄積する分子)を多く含む集団と、少ない集団に分かれることが明らかになった。母性分子の取り込みが少ない始原生殖細胞において、piRNAの機能が低下すると予想しているが、この点を今後明らかにする予定である。また、母性分子を少量しか含まない始原生殖細胞の集団では、Nanosタンパク質とPgc (polar granule component) ペプチドが体細胞性遺伝子(体細胞で発現し機能する遺伝子)の発現を抑制し、始原生殖細胞の発生を正常に進行させることを示唆する結果を得た。今後、体細胞性遺伝子の発現抑制の意義について解明する予定である。

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

ほぼ計画通りに研究成果が得られ、原著論文として発表することができた。

今後の研究の推進方策

計画の変更などはない。始原生殖細胞のヘテロジェナイティを明らかにする研究を推進するととtもに、PGCが正常に発生するために必要なメカニズムを明らかにし、原著論文として発表することを目指す。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] Absence of X-chromosome dosage compensation in the primordial germ cells of Drosophila embryos2021

    • 著者名/発表者名
      Ota Ryoma、Hayashi Makoto、Morita Shumpei、Miura Hiroki、Kobayashi Satoru
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: 4890

    • DOI

      10.1038/s41598-021-84402-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Heparan sulfate proteoglycan molecules, syndecan and perlecan, have distinct roles in the maintenance of Drosophila germline stem cells2021

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Yoshiki、Shibata Arisa、Kamimura Keisuke、Kobayashi Satoru
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentiation

      巻: 63 ページ: 295~305

    • DOI

      10.1111/dgd.12741

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Offspring production from cryopreserved primordial germ cells in Drosophila2021

    • 著者名/発表者名
      Asaoka Miho、Sakamaki Yurina、Fukumoto Tatsuya、Nishimura Kaori、Tomaru Masatoshi、Takano-Shimizu Toshiyuki、Tanaka Daisuke、Kobayashi Satoru
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 4 ページ: 1159

    • DOI

      10.1038/s42003-021-02692-z

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Male-biased protein expression in primordial germ cells, identified through a comparative study of UAS vectors in Drosophila2021

    • 著者名/発表者名
      Masukawa Masaki、Ishizaki Yuki、Miura Hiroki、Hayashi Makoto、Ota Ryoma、Kobayashi Satoru
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: 21482

    • DOI

      10.1038/s41598-021-00729-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ショウジョウバエ生殖細胞における母性mRNA安定化機構2022

    • 著者名/発表者名
      小園 康広、浅岡 美穂、林 誠、小林 悟
    • 学会等名
      日本動物学会関東支部第74回大会
  • [学会発表] Glycolysis inhibits primordial germ-cell development of Drosophila melanogaster2021

    • 著者名/発表者名
      林 良樹、木村 遼、小林 悟
    • 学会等名
      日本発生生物学会第54回大会
  • [学会発表] ショウジョウバエ生殖細胞の発生過程における翻訳活性の性差2021

    • 著者名/発表者名
      増川 柾樹、太田 龍馬、小林 悟
    • 学会等名
      新学術領域 配偶子インテグリティの構築 第3回領域会議・若手会議合同集会
  • [学会発表] ショウジョウバエ初期PGCでは神経発生関連遺伝子が抑制されている2021

    • 著者名/発表者名
      浅岡美穂, 香山瑞生, 川越智貴, 林誠, 小林悟
    • 学会等名
      新学術領域研究「配偶子インテグリティの構築」第3回領域会議・若手会議合同集会
  • [学会発表] ショウジョウバエ系統の凍結保存技術の実用化に向けて2021

    • 著者名/発表者名
      浅岡美穂, 西村 香里, 酒巻 由梨奈, 福元 達也, 田中 大介, 高野 敏行, 小林 悟
    • 学会等名
      日本動物学会第92回大会
  • [学会発表] Cryopreservation of Drosophila primordial germ cells2021

    • 著者名/発表者名
      浅岡美穂, 酒巻由梨奈, 福元達也, 西村香里, 都丸雅敏, 高野-清水敏行, 田中大介, 小林悟
    • 学会等名
      Japan Drosophila Research Conference 14
  • [学会発表] Glycolysis inhibits primordial germ-cell development of Drosophila melanogaster2021

    • 著者名/発表者名
      林 良樹、木村 遼、小林 悟
    • 学会等名
      Japan Drosophila Research Conference 14
  • [学会発表] ショウジョウバエ始原生殖細胞の発生過程における解糖系の役割2021

    • 著者名/発表者名
      林 良樹、木村 遼、小林 悟
    • 学会等名
      日本生化学会第94回大会
  • [学会発表] 解糖系によるショウジョウバエ始原生殖細胞の発生制御2021

    • 著者名/発表者名
      林 良樹、木村 遼、小林 悟
    • 学会等名
      日本分子生物学会第44回年会
  • [学会発表] Glycolysis regulates primordial germ cell development of Drosophila2021

    • 著者名/発表者名
      林 良樹、小林 悟
    • 学会等名
      日本分子生物学会第44回年会
  • [学会発表] ショウジョウバエ生殖系列におけるX染色体の数に依存した性決定機構2021

    • 著者名/発表者名
      太田龍馬, Fazratul Hasanah Binti Muzayyan, 森田俊平, 林誠, 小林悟
    • 学会等名
      日本分子生物学会第44回年会
  • [学会発表] ショウジョウバエ始原生殖細胞における翻訳活性の性差2021

    • 著者名/発表者名
      増川 柾樹、石崎 優木、林 誠、太田 龍馬、小林 悟
    • 学会等名
      日本分子生物学会第44回年会
  • [学会発表] ショウジョウバエ始原生殖細胞の発生過程における解糖系によるヒストンアセチル化制御2021

    • 著者名/発表者名
      木村 遼、林 良樹、小林 悟
    • 学会等名
      日本分子生物学会第44回年会

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公開日: 2023-12-25  

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