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2019 年度 実績報告書

生殖細胞系列と体細胞系列の高次クロマチンドメインの違いを規定するメカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K19304
研究機関熊本大学

研究代表者

石黒 啓一郎  熊本大学, 発生医学研究所, 准教授 (30508114)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
キーワード減数分裂 / 生殖細胞 / 染色体
研究実績の概要

本研究では体細胞分裂から減数分裂への切替えに働く新規の因子を同定した。MEIOSIS initiator (MEIOSIN)と名付けたタンパク質はIDだけを付されたゲノムに眠る未解析遺伝子Gm4969にコードされていたが、HMG-likeドメインをもつDNA結合因子と推測された。MEIOSINを欠損させると雄雌ともに精巣・卵巣の萎縮を伴って不妊となることが判明した。ChIP-seq解析の結果、MEIOSINとSTRA8は複合体を形成して減数分裂関連遺伝子のプロモーター近傍に結合することが判明し、MEIOSINは減数分裂関連遺伝子を活性化する転写因子として働いていることが示唆された(Dev Cell 2020)。このMEIOSINの制御下に置かれている遺伝子群の中には、減数分裂を特徴付ける遺伝子が含まれることが判明したが、直接制御される標的遺伝子には多くの未解析のhypothetical geneが含まれることが判明している。
これらの未解析の遺伝子には、減数第一分裂に必要とされる未開拓の因子や体細胞型の細胞周期を積極的に抑制するものが含まれる可能性がある。まず、これらhypothetical geneについて、発現パターンの組織特異性を検討して精巣と卵巣に発現が限定される遺伝子を絞り込み、それらについて受精卵へのCRISPR-Cas9導入による遺伝子破壊を行い、8週齢F0個体の精巣が委縮を示すか否かを指標に表現型を解析した。なお効率良くスクリーニングを進める必要があるため、alleleの塩基配列の確認の手間を省くことができるように標的遺伝子座を大きく欠失させるssODN法を用いた。このスクリーニングにより選抜された複数の遺伝子についてさらに機能解析を進めており、既にいくつかについては成功している。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] MEIOSIN directs the switch from mitosis to meiosis in mammalian germ cells2020

    • 著者名/発表者名
      Ishiguro K* (Corresponding), Matsuura K, Tani N, Takeda N, Usuki S, Yamane M, Sugimoto M, Fujimura S, Hosokawa M, Chuma S, Ko S.H.M, Araki K, Niwa H
    • 雑誌名

      Dev. Cell

      巻: 52 ページ: 429-445

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.devcel.2020.01.010

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sycp2 is essential for synaptonemal complex assembly, early meiotic recombination and homologous pairing in zebrafish spermatocytes.2020

    • 著者名/発表者名
      Takemoto K., Imai Y., Saito K., Kawasaki T., Carlton M.P., Ishiguro K, Sakai N.
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 16 ページ: e1008640

    • DOI

      doi.org/10.1371/journal.pgen.1008640

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Cell cycle switching from mitosis to meiosis in mammals2019

    • 著者名/発表者名
      Kei-ichiro Ishiguro
    • 学会等名
      Gordon Research Conferences Germinal Stem Cell Biology (Hong Kong)
    • 国際学会
  • [学会発表] 生殖細胞における体細胞分裂から減数分裂への切替え機構2019

    • 著者名/発表者名
      石黒 啓一郎
    • 学会等名
      第37回染色体ワークショップ・第18回核ダイナミクス研究会 (新潟県新発田市)
  • [学会発表] 体細胞分裂から減数分裂への切替え機構2019

    • 著者名/発表者名
      石黒 啓一郎
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会 ワークショップ (福岡)
    • 招待講演
  • [学会発表] 体細胞分裂から減数分裂への細胞周期の切替え機構2019

    • 著者名/発表者名
      石黒 啓一郎
    • 学会等名
      日本遺伝学会 第91回大会 (福井)
  • [学会発表] The MEIOSIN-STRA8 complex directs cell cycle switching from mitosis to meiosis to establish the meiotic chromatin2019

    • 著者名/発表者名
      石黒 啓一郎
    • 学会等名
      第13回エピジェネティクス研究会 (横浜)
    • 招待講演
  • [備考] 熊本大学発生医学研究所 染色体制御分野

    • URL

      http://www.imeg.kumamoto-u.ac.jp/bunya_top/chromosome-biology/

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公開日: 2021-01-27  

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