線虫C.elegansにおける生殖細胞形成の分子機構の解析

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12680671
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 杉本 亜砂子 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (80281715)
• キーワード: 線虫 / 機能ゲノミクス / RNAi / 生殖細胞 / ゲノム

研究概要

線虫C. elegansの生殖細胞形成に関与する遺伝子群を網羅的に同定するために、われわれが確立したRNAi-by-soaking法を用いて、C. elegansの持つ遺伝子の体系的な遺伝子機能破壊により不稔となる遺伝子群を探索した。RNAiに用いるための二本鎖RNAは非重複cDNAセット(国立遺伝研・小原雄治教授作成)を鋳型として、in vitroで合成した。これまでに約2800遺伝子についての機能破壊を行い、そのうち約1%に相当する31遺伝子が生殖細胞特異的な異常を引き起こすことが明らかになった。これらの遺伝子群の機能破壊による表現型を詳細に観察したところ、生殖細胞の増殖異常、卵形成異常、生殖腺の形態異常、受精不能などの多様な異常が見られたことから、生殖細胞形成におけるさまざまなステップに関与する遺伝子群を同定できたと推測された。このなかで、HMG boxを持つ遺伝子、hmg-3についてさらに解析を行い、生殖細胞の増殖に関与していることを明らかにした。hmg-3と相同性の高いhmg-4遺伝子についてRNAiを行ったところ、幼虫期で発生を停止した。また、hmg-3とhmg-4双方の機能をRNAiによって破壊すると、胚性致死となった。したがって、hmg-3とhmg-4は胚発生期には重複した機能を持つが、後胚発生においてはhmg-3は生殖細胞特異的に、hmg-4は体細胞特異的に機能していることが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Sugimono, A. Kusano. A., Hozak, R.R., Derry, W.B., Zhu, J., Rotman, J.H.: "Many Genomic Regions Are Required for Normal Embryonic Programmed Cell Death in Caenorhabditis elegans"Genetics. 158. 237-252 (2001)
• [文献書誌] Yoshida, M., Sugimoto, A., Ohshima, Y., Takeshima, H: "Important role of junctophilin in nematode motor function"Biochem Biophys Res Commun. 289. 234-239 (2001)
• [文献書誌] Kodama, Y., Rothman, J., Sugimoto, A., Yamamoto, M.: "The stem-loop binding protein CDL-1 is required for chromosome condensation, progression of cell death, and morphogenesis in Caenorhabditis elegans"Development. 129. 187-196 (2002)
• [文献書誌] Sumiyoshi, E., Sugimoto, A., Yamamoto, M.: "Protein phosphatase 4 is required for centrosome maturation in mitosis and sperm meiosis in C. elegans"Journal of Cell Science. (印刷中). (2002)