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マウス生殖細胞のメス分化にはRAシグナルとBMPシグナルがそれぞれ必要なことがわかっているが、それぞれのシグナルの生殖細胞への影響については不明な点も多い。2つのシグナルによるメス分化制御機構について解析するため、それぞれのシグナル阻害処理を行ったメス生殖細胞について、single cell-RNA-seq(scRNA-seq)を行った。この結果、未処理メスとRA阻害メスの生殖細胞は類似した遺伝子発現パターンを持つ一方でBMPシグナル阻害メス生殖細胞は、未処理メスとは異なる遺伝子パターンを示した。またBMPとRAシグナルを同時に阻害することで、オス生殖細胞のマーカー遺伝子の発現が観察された。このことから、メス分化においてBMPシグナルが主要な働きをしており、RAがBMPシグナルと協調してオス分化を抑制し、メス分化を促進していることが示唆された。
昨年度までの解析から、BMPによって発現誘導される遺伝子として、GATA familyタンパク、GATA2とZGLP1を同定した。GATA2は転写因子として働き、標的遺伝子はBMP阻害メス生殖細胞で発現が低下する。また別の研究チームが、ZGLP1がメス分化を制御すると報告をした。これらの結果はGATA familyタンパクがメス分化に重要な働きを持つことを示唆する。
性決定後の生殖細胞はメスでは減数分裂、オスでは休止期に入る。メス生殖細胞でBMPとRAシグナルを阻害すると、オス生殖細胞特異的RNA結合タンパク、NANOS2が発現し、細胞周期を停止する。BMPとRAシグナルを阻害したメス生殖細胞の状態を理解するため、NANOS2による細胞周期の制御機構について解析した。この解析から、NANOS2の標的遺伝子として3つの遺伝子を同定し、少なくとも1つの遺伝子について3’UTR依存的に抑制することを明らかにした。
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