純化した始原生殖細胞を用いた網羅的EST種間比較による生殖細胞分化共通基盤の探索

2004 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 15310133
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 基礎ゲノム科学
• 研究機関: 基礎生物学研究所 (2004); 岡崎国立共同研究機構 (2003)
• 研究代表者: 田中 実 基礎生物学研究所, 生殖遺伝学研究室, 助教授 (80202175)
• 研究分担者: 阿部 訓也 独立行政法人理化学研究所, 動物変異動態解析技術開発チーム, チームリーダー (40240915)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• キーワード: 始原生殖細胞 / EST / 発生 / 分化 / 脊椎動物

研究概要

メダカは胚胎が透明なため、発生過程が外部から観察可能である。我々は生殖細胞特異的発現遺伝子のRNA翻訳制御領域を解析することにより、生殖細胞系列特異的に翻訳させるエレメントを同定した。このエレメントと蛍光蛋白質遺伝子とのキメラRNAを合成して受精卵に顕微微量注入することにより、生殖細胞系列を可視化することに成功している。この可視化した生殖細胞系列数個を単離し、ESTを作製、網羅的塩基並列決定を行い、マウス等の脊椎動物ESTとの比較検索を行った。その結果特定の分化段階で共通に発現する遺伝子を同定でき、その発現解析を行った。
さらに単離されたこれらESTの中には生殖細胞特異的細胞内構造物である生殖顆粒の構成成分と予期されるESTが見いだされた。この遺伝子と蛍光蛋白質遺伝子、翻訳制御エレメントをつないだキメラRNAを合成して遺伝子産物の細胞内局在を調べたところ、生きた胚での細胞内生殖顆粒構造の可視化が可能となった。
生きた胚でこの構造を持つ細胞を計時的に観察することにより、生殖細胞系列が受精卵より系譜をたどることが可能となり、さらには生殖顆粒構造変化により、以下に述べるように発生の特定の時期に複数の分化段階を経て配偶子形成可能な生殖細胞に分化することが明らかとなった。
まず胞胚期まではどの細胞にも生殖顆粒が見いだされたが、胞胚期直前に生殖顆粒が存在する細胞としない細胞とにわかれ、生殖細胞系列の分離が起きた。原腸陥入初期になると別の生殖顆粒構成成分の遺伝子が発現し、生殖顆粒の構造も変化した。この遺伝子の発現阻害を行うと生殖細胞の数が減り、異所的、また強制発現すると数が増加することからこの遺伝子は生殖細胞系列の確立に寄与することが示された。さらにこの後、生殖細胞非自立的分化がもう一段階あることが、異所的生殖細胞の生殖顆粒構造解析により明らかとなった(この部分は投稿中)。

研究成果

• [雑誌論文] Quantitative Bio-imaging analysis for evalution of sexual differentitation in germ cells of olvas-GFP/STII YI medaka nanoinjected in ovo with ethinylestradiol. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hano T.
  • 雑誌名: Environmental Toxicology and Chemistry 24 ページ: 70-77
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Disclosing hidden transcripts : mouse natural sense-antisense transcripts tend to be poly (A) negative and nuclear-localized (2005)
  • 著者名/発表者名: Kiyosawa, H
  • 雑誌名: Genome Res 24 ページ: 463-474
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Quantitiative Bio-imaging analysis for evaluation of sexual differentitation in germ cells of olvas-GFP/STII YI medaka (Oryzias latipes) nanoinjected in ovo with ethinylestradiol. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hano, T. et al.
  • 雑誌名: Environmental Toxicology and Chemistry 24 ページ: 70-77
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Disclosing hidden transcripts : mouse natural sense-antisense transcripts tend to be poly(A) negative and nuclear-localized (2005)
  • 著者名/発表者名: Kiyosawa, H. et al.
  • 雑誌名: Genome Res. 15 ページ: 463-474
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Mutations affecting gonadal development in Medaka, Oryzias latipes. (2004)
  • 著者名/発表者名: Morinaga C.
  • 雑誌名: Mechanism of Development 121 ページ: 829-839
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Mutations affecting early distribution of primordial germ cells in Medaka (Orzias latipes) embryo (2004)
  • 著者名/発表者名: Sasado T.
  • 雑誌名: Mechanism of Development 121 ページ: 817-828
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The Trace of Ancestral Vertebrate Proto-chromosomes Revealed by Comparative Gene Mapping. (2004)
  • 著者名/発表者名: Maruse K.
  • 雑誌名: Genome Research 14 ページ: 820-824
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ezpression of aromatase mRNA and effects of aromatase inhibitor during ovarian development in the medaka, Oryzias latipes. (2004)
  • 著者名/発表者名: Suzuki. A
  • 雑誌名: Journal of Exprimental Zoology 301 ページ: 266-273
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Gene content of the 750 kb critical region for mouse embryonic ectoderm lethal tcl-w5. (2004)
  • 著者名/発表者名: Abe, K.
  • 雑誌名: Mamm. Genome 15 ページ: 265-276
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Loss of PGC-specific expression of the orphan nuclear receptor ERR-b results in reduction of germ cell number in mouse embryos. (2004)
  • 著者名/発表者名: Mitsunaga K.
  • 雑誌名: Mechaniem of Development 121 ページ: 237-246
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Neurogenin3 delineates the earliest stages of spermatogenesis in the mouse testis (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshida S.
  • 雑誌名: Dev.Biol. 269 ページ: 447-458
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Contribution of Asian mouse subspecies Mus musculus molossinus to genomic constitution of strain C57BL/6J, as defined by BAC end sequence-SNP analysis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Abe, K.
  • 雑誌名: Genome Res 14 ページ: 2439-2447
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Gene content of the 750 kb critical region for mouse embryonic ectoderm lethal tcl-w5. (2004)
  • 著者名/発表者名: Abe, K.et al.
  • 雑誌名: Mamm. Genome, 15 ページ: 265-276
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Loss of PGC-specific expression of the orphan nuclear receptor ERR-b results in reduction of germ cell number in mouse embryos. (2004)
  • 著者名/発表者名: Mitsunaga, K. et al.
  • 雑誌名: Mech. Dev. 121 ページ: 237-246
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Neurogenin3 delineates the earliest stages of spermatogenesis in the mouse testis (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, S.
  • 雑誌名: Dev. Biol. 269 ページ: 447-458
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Normal embryonic and germ cell development in mice lacking b1, 3-fucosyltransferase IX (Fut9) which show disappearance of stage-specific embryonic antigen-1 (SSEA-1). (2004)
  • 著者名/発表者名: Kudo, T.
  • 雑誌名: Mol. Cell Biol. 24 ページ: 4221-4228
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Contribution of Asian mouse subspecies Mus musculus molossinus to genomic constitution of strain C57BL/6J, as defined by BAC end sequence-SNP analysis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Abe, K.
  • 雑誌名: Genome Res. 14 ページ: 2439-2447
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Medaka genome mapping for functional genomics. (2004)
  • 著者名/発表者名: Mitani, H. et al.
  • 雑誌名: Fish Development and Genetics.(eds : Gong, Z and Korzh, V) (World Scientific) ページ: 612-636
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Mutations affecting early distribution of primordial germ cells in Medaka (Oryzias latipes) embryo. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sasado T. et al.
  • 雑誌名: Mech. Dev. 121 ページ: 817-828
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Mutations affecting gonadal development in Medaka, Oryzias latipes. (2004)
  • 著者名/発表者名: Morinaga, C. et al.
  • 雑誌名: Mech. Dev. 121 ページ: 829-839
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A Medaka Gene Map : The Trace of Ancestral Vertebrate Proto-chromosomes Revealed by Comparative Gene Mapping. (2004)
  • 著者名/発表者名: Naruse, K. et al.
  • 雑誌名: Genome Res. 14 ページ: 820-824
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A novel third gpnadotropin-releasing hormone receptor in the medaka Oryzias latipes : evolutionary and functional implications. (2003)
  • 著者名/発表者名: Okubo K.
  • 雑誌名: Gene 314 ページ: 121-131
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Normal embryonic and germ cell development in mice lacking b1,3-fucosyltransferase IX (Fut9) which show disappearance of stage-specific embryonic antigen-1 (SSEA-1). (2003)
  • 著者名/発表者名: Kudo T.
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol. 24 ページ: 4221-4228
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Transgenic medaka as a model for fish biology and aquaculture. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, M et al.
  • 雑誌名: Aquatic Genomics-Steps Towards a Great Future(Springer) ページ: 320-328
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Expression of aromatase mRNA and effects of aromatase inhibitor during ovarian development in the medaka, Oryzias latipes. (2003)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, A. et al.
  • 雑誌名: J. Exp. Zool. 301 ページ: 266-273
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A novel third gpnadotropin-releasing hormone receptor in the medaka Oryzias latipes : evolutionary and functional implications. (2003)
  • 著者名/発表者名: Okubo, K. et al.
  • 雑誌名: Gene 314 ページ: 121-131
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] Fish Development and Genetics (2004)
  • 著者名/発表者名: Mitani H
  • 総ページ数: 675
  • 出版者: World Scientific
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] In Aquatic Genomics (2003)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita M.
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: Spiringer
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より