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2015 年度 実績報告書

マウスpiRNAの生合成経路の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15H04699
研究機関大阪大学

研究代表者

宮川 さとみ  大阪大学, 医学系研究科, 特任講師(常勤) (90291153)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードpiRNA / 小分子RNA / 発生・分化 / 精子形成 / PIWI
研究実績の概要

piRNA(PIWI interacting RNA)は、生殖系列の細胞で発現し、転写調節を介してレトロトランスポゾン遺伝子の発現抑制に深く関与する小分子RNAである。本研究では、piRNAの生合成過程を明らかにするために、piRNAの生合成に関与するGPAT2(glycerol-3-phosphate acyltransferase 2)やMVH(mouse VASA homologue)を中心に、遺伝子操作をおこなったマウスや生殖幹細胞株(GS細胞:germ stem cell)を用いて研究をおこなっている。
①GPAT2の分子機能解析:これまでにGPAT2欠損マウスを作製し解析をおこない、雄マウスでは精子形成に異常が生じ不妊であることを明らかにしている。これまでに報告されている他のpiRNA産生に関る遺伝子の欠損マウスと同様に減数分裂初期にapoptosisを生じることから、精子形成における減数分裂期以降の解析が不可能である。そこで、コンディショナルアリルを持つGPAT2 flowedマウスを、出生後の生殖細胞においてCreを発現するSycp-Creマウスと交配し、解析をおこなった。
②MVHの分子機構:MVHはヘリカーゼ活性を持ったタンパクであり、MVH欠損マウスや、ヘリカーゼ活性のないMVH(HD:helicase dead)を発現するマウスを作製し、piRNAの産生や精子形成においてもヘリカーゼ活性が必須であることを明らかにしてきた。このマウス精巣よりGS細胞を樹立し、解析をおこなった。その結果、レトロトランスポゾンIAPとTf-LINE1のメチル化はMVH-HDマウス由来のGS細胞において、低メチル化状態であった。またA-LINE1はコントロール同様に高メチル化であった。この結果はMIWI2欠損マウス由来のGS細胞と同様の結果であった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

生後の精子形成でGPAT2を欠失するコンディショナルマウスを得るために、コンディショナルアリルを持つGPAT2 flowedマウスと、出生後の生殖細胞においてCreを発現するSycp-Creマウスと交配してマウスを得た。交配したマウスの遺伝子型を調べたところ、当初の予定に反し、通常の欠損マウスと同じ遺伝子型となってしまい、目的とする「生後でGPAT2が欠損するマウス」が得られなかった。理由は不明であるが、現在までに目的のコンディショナルマウスは得られていない。

今後の研究の推進方策

① GPAT2の分子機能解析:in vivoにおけるGPAT2の機能を明らかにするため、作製したGPAT2欠損マウスの解析をおこなう。また、コンディショナルアリルを持つGPAT2 flowedマウスと、出生後の生殖細胞においてCreを発現するSycp-Creマウスとの交配を引き続きおこない、生後にGPAT2が欠損するマウスの解析をおこなう。
精巣の免疫染色により、GPAT2欠損マウスでは、セリンスレオニンキナーゼAKTのリン酸化型(活性化型)が生殖細胞特異的に低下している、という予備的な結果を得ている。AKTは、アポトーシスの抑制や細胞増殖の進行に関与していることから、GPAT2欠損精巣での精子形成停止にAKTの活性化が関与している可能性がある。そこで、タモキシフェンによってAKTをコンディショナルに活性化できるAKT-Merトランスジェニックマウスを用い、GPAT2欠損マウスと交配してGPAT2欠損精巣における生殖細胞の減少がAKTの活性化によって回避されるかどうかを観察する。
② MVHの分子機能解析:ヘリカーゼ活性のないマウスや、このマウス由来のGS細胞の解析を継続して、piRNA産生におけるMVHの役割を明らかにする。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Reply to Shoji and Katsuma2015

    • 著者名/発表者名
      Kuramochi-Miyagawa S, Nakano T
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 12 ページ: R710

    • DOI

      0.1016/j.cub.2015.07.020.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] piRNAs derived from ancient viral processed pseudogenes as transgenerational sequence-specific immune memory in mammals.2015

    • 著者名/発表者名
      Parrish NF, Fujino K, Shiromoto Y, Iwasaki YW, Ha H, Xing J, Makino A, Kuramochi-Miyagawa S, Nakano T, Siomi H, Honda T, Tomonaga K
    • 雑誌名

      RNA

      巻: 21 ページ: 1691-703

    • DOI

      10.1261/rna.052092.115

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Comprehensive DNA Methylation Analysis of Retrotransposons in Male Germ Cells.2015

    • 著者名/発表者名
      Nagamori I, Kobayashi H, Shiromoto Y, Nishimura T, Kuramochi-Miyagawa S, Kono T, Nakano T.
    • 雑誌名

      Cell Rep.

      巻: 12 ページ: 1541-1547

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2015.07.060.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 雄性生殖細胞における人為的piRNAを介したDNAメチル化の誘導2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤大介、城本悠助、宮川さとみ、仲野徹
    • 学会等名
      第9回日本エピジェネティクス研究会
    • 発表場所
      学術総合センター(東京都)
    • 年月日
      2015-05-25 – 2015-05-26

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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