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2017 年度 実績報告書

マウスPGCの形成を制御する分子ネットワークの解明

計画研究

研究領域動物における配偶子産生システムの制御
研究課題/領域番号 25114003
研究機関東北大学

研究代表者

松居 靖久  東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (40241575)

研究分担者 酒井 則良  国立遺伝学研究所, 系統生物研究センター, 准教授 (50202081)
研究期間 (年度) 2013-06-28 – 2018-03-31
キーワード始原生殖細胞 / 多能性幹細胞 / プラナリア / ニワトリ / ゼブラフィッシュ / Max / Dnd1 / エネルギー代謝
研究実績の概要

本研究では、始原生殖細胞(PGC)と多能性幹細胞の違いを生み出している遺伝子ネットワークを明らかにし、さらに他の動物種での分子機構の類似性を検討することを目的とする。転写因子のMaxは、マウスES細胞において生殖細胞特異的遺伝子の発現を抑制するが、プラナリアでは、Maxの生殖細胞特異的遺伝子発現抑制への寄与は小さいこと、しかし当初、予想しなかった結果として、Maxが無性生殖により増える際に起こす個体の分裂を促進する働きがあることがわかった。またゼブラフィッシュでも、初期胚内でMaxの生殖細胞遺伝子の発現抑制に関する働きは確認できなかったが、PGCの維持に必要であることが示唆された。これらの結果から、Maxによる生殖細胞特異的遺伝子の発現抑制は種間での保存性はないが、種ごとに異なる機能があることがわかった。一方、PGCと多能性幹細胞の関連について、マウスES細胞でMaxがDNAメチル化、およびヒストンH3K9me3を介して生殖細胞特異的遺伝子発現を抑制していることを明らかにした。さらにPGCの再プログラム化を経ておこる奇形腫形成を阻害するDnd1が、マイクロRNAの阻害によりヒストンH3K27メチル化酵素の発現を維持し、それにより細胞増殖を抑制するサイクリンD遺伝子の発現を保つことにより、奇形腫形成を抑制することを明らかにした。また初期奇形腫細胞から多能性幹細胞が樹立できることを見いだし、奇形腫形成の初期段階で生殖細胞が多能性幹細胞へ変化していることが示唆された。一方、マウスPGCと多能性幹細胞で発現が顕著に異なる遺伝子を選択し、その候補遺伝子の1つが、Gタンパク質シグナルを抑制する遺伝子の発現抑制を介して、始原生殖細胞の再プログラム化を促進することがわかった。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 9件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] University of Massachusetts, Boston(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Massachusetts, Boston
  • [雑誌論文] Dnd1-mediated epigenetic control of teratoma formation in mouse.2018

    • 著者名/発表者名
      Gu, W., Mochizuki, K., Otsuka, K., Hamada, R., Takehara, A., Matsui, Y.
    • 雑誌名

      Biology Open

      巻: 7 ページ: bio030106

    • DOI

      doi: 10.1242/bio.030106

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cryopreservation of male and female gonial cells by vitrification in the critically endangered cyprinid honmoroko Gnathopogon caerulescens.2018

    • 著者名/発表者名
      Higaki, S., Todo, T., Teshima, R., Tooyama, I., Fujioka, Y., Sakai, N., Takada, T
    • 雑誌名

      Fish Physiology and Biochemistry

      巻: 44 ページ: 503-513

    • DOI

      doi: org/10.1007/s10695-017-0449-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The feminizing effect is an inherent property of germ cells in the teleost fish medaka.2018

    • 著者名/発表者名
      Nishimura, T., Yamada, K., Fujimori, C., Kikuchi, M., Kawasaki, T., Siegfried, K. R., Sakai, N., Tanaka, M.
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 14 ページ: e1007259

    • DOI

      doi: org/10.1371/journal.pgen.1007259

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Distinct requirements for energy metabolism in mouse primordial germ cells and their reprogramming to embryonic germ cells.2017

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, Y., Otsuka, K., Ebina, M., Igarashi, K., Takehara, A., Matsumoto, M., Kanai, A., Igarashi, K., Soga, T., Matsui, Y.
    • 雑誌名

      Proceedings of National Academy of Science, USA.

      巻: 114 ページ: 8286-8294

    • DOI

      doi/10.1073/pnas.1620915114,

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development and growth of organs in living whole embryo and larval grafts in zebrafish.2017

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki, T., Maeno, A., Shiroishi, T., Sakai, N.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 16508

    • DOI

      DOI:10.1038/s41598-017-16642-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Successful vitrification of whole juvenile testis in the critically endangered cyprinid honmoroko (Gnathopogon caerulescens).2017

    • 著者名/発表者名
      Higaki, S., Kuwata, N., Tanaka, K., Tooyama, I., Fujioka, Y., Sakai, N., Takada, T.
    • 雑誌名

      Zygote

      巻: 25 ページ: 652-661

    • DOI

      doi: 10.1017/S0967199417000430

    • 査読あり
  • [学会発表] Molecular bases of germ cell propoeties ensuring continuity of lives.2017

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsui, Y. Hayashi, K. Mochizuki.
    • 学会等名
      Tohoku Forum for Creativity, Thematic Program 2017, Aging Science:from Molecules to Society
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] . Epigenetic and metabolic controls of germ cell development.2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsui.
    • 学会等名
      The International Research Symposium on Regulation of Germ Cell Development in vivo and in vitro.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Distinct requirements of energy metabolisms in mouse primordial germ cell specification annd its reprogramming.2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Hayashi, K.Itsuka, M. Ebina, K. Igarashi, A. Takehara, M. Matsumoto, A. Kanai, K. Igarashi, T. Soga, Y.Matsui.
    • 学会等名
      Tohoku Forum for Creativity, Thematic Program 2017, Aging Science:from Molecules to Society
    • 国際学会
  • [学会発表] Fthl17 gene expression level is regulated by DNA methylation state of its 5’-upstream region in cancer cells and germline stem cells.2017

    • 著者名/発表者名
      N. Aoki, K. Mochizuki, Y. Matsui.
    • 学会等名
      8th International Congress of Developmental Biology
    • 国際学会
  • [学会発表] Distinct requirements of energy metabolisms in mouse primordial germ cell specification and its reprogramming.2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Hayashi, K. Otsuka, M. Ebina, K. Igarashi, A. Takehara, M. Matsumoto, A. Kanai, K. Igarashi, T. Soga, Y. Matsui.
    • 学会等名
      The International Research Symposium on Regulation of Germ Cell Development in vivo and in vitro.
    • 国際学会
  • [学会発表] マウス始原生殖細胞の発生分化における代謝特性変換の制御機構の解析2017

    • 著者名/発表者名
      林 陽平、松居靖久
    • 学会等名
      第40回日本分子生物学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] Hdac3 recruitment on somatic development genes by Blimp1 and their repression is essential for mouse primoridial germ cell fate determination.2017

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Mochizuki, Hisato Kobayashi, Yumi Matsuoka, Tomohiro Kono, Yasuhisa Matsui.
    • 学会等名
      50th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
  • [学会発表] Identification of genes regulating PGC reprogramming into pluripotent stem cells.2017

    • 著者名/発表者名
      Kei Otsuka, Asuka Takehara, Yasuhisa Matsui.
    • 学会等名
      50th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
  • [学会発表] Dnd1による奇形腫発生のエピジェネティック名制御機構2017

    • 著者名/発表者名
      顧 巍、望月研太郎、大塚 慧、松居靖久
    • 学会等名
      第69回日本細胞生物学会大会
  • [学会発表] Regulation of the ribosome by the germ granule component Moto for initiation of the meiotic program.2017

    • 著者名/発表者名
      Sakai, N
    • 学会等名
      50th Annual meeting of Society for the Study of Reproduction.
    • 国際学会
  • [学会発表] ゼブラフィッシュ精子形成における生殖顆粒因子Motoによるリボソーム制御2017

    • 著者名/発表者名
      河崎敏広、酒井則良
    • 学会等名
      日本動物学会第88回大会
  • [学会発表] ゼブラフィッシュsycp2遺伝子における未成熟終止コドンとマイナーイントロン保持の相関2017

    • 著者名/発表者名
      竹本一政、酒井則良
    • 学会等名
      第40回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] Regulation of the ribosome by the germ granule component Moto for initiation of the meiotic program2017

    • 著者名/発表者名
      N. Sakai, T. Kawasaki.
    • 学会等名
      The International Research Symposium on Regulation of Germ Cell Development in vivo and in vitro.
    • 国際学会
  • [学会発表] Development and growth of testis in living whole embryo and larval grafts in zebrafish.2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kawasaki, N. Sakai
    • 学会等名
      The International Research Symposium on Regulation of Germ Cell Development in vivo and in vitro.
    • 国際学会
  • [学会発表] Correlation of minor intron retention and premature termination codon in sycp2 gene in zebrafish.2017

    • 著者名/発表者名
      K. Takemoto, N. Sakai.
    • 学会等名
      he International Research Symposium on Regulation of Germ Cell Development in vivo and in vitro.
    • 国際学会
  • [学会発表] ゼブラフィッシュ減数分裂変異体ietsugu (its)はイントロンのスプライシング異常によりSycp2を低発現する。2017

    • 著者名/発表者名
      竹本一政、斎藤憲二、河崎敏広、酒井則良
    • 学会等名
      日本動物学会第88回大会
  • [備考] 研究内容

    • URL

      http://www2.idac.tohoku.ac.jp/dep/crcbr/kenkyu.html

  • [備考] ゼブラフィッシュ胚/稚魚全個体移植による個体形成

    • URL

      https://www.nig.ac.jp/nig/ja/2017/11/research-highlights_ja/20171128-02.html

URL: 

公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-02-28  

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