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2022 年度 実績報告書

ハムスターをモデルとした卵形成時におけるレトロトランスポゾン制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03175
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

蓮輪 英毅  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (50343249)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードゴールデンハムスター / 機能性RNA / ゲノム編集
研究実績の概要

哺乳類のPIWI遺伝子はpiRNAとともに雄の生殖細胞のみでトランスポゾンの抑制分子として機能することが知られている。これらの知見はマウスを用いた研究から明らかにされたものである。ところが、ヒトをはじめとするほとんどの哺乳動物は雌の生殖細胞にもPIWI遺伝子を強く発現しており、マウスよりも1つ多くPIWI遺伝子を有する。そのため、哺乳動物全般においてはメスでもPIWI-piRNA経路が機能していることを予想し研究を実施した。その結果、ヒトと同様に4つのPIWI遺伝子をもつゴールデンハムスターに着目し、雌の生殖細胞で強く発現するPIWIL1とPIWIL3およびそれらに結合するpiRNAを見出した。 Nucleic Acid Research, vol.49, 2021。
さらに、個体レベルでの機能を明らかにするためにゲノム編集によりPIWIL1とPIWIL3を欠損させたゴールデンハムスターを作製しPIWIL1およびPIWIL3を欠損した卵子由来の胚は正常に発生せず、メスも不妊傾向を示すことを明らかにした。また、PIWIL1が欠損すると卵子由来の遺伝子発現が大きく変化するため転写レベルでの制御を行っていること、PIWIL3を欠損すると転写レベルでの変化はなくゲノムのメチル化などの変化が見られるため、卵子で強く発現するPIWI遺伝子は2つの異なる作用点で初期発生に必須の機能を有していることを明らかにした。これらの結果は、ゴールデンハムスターが新しいヒト疾病モデルとなることを示し、Nature Cell Biology, vol. 23, 2021に報告した。さらに、PIWIL1を欠損した卵子由来の胚は、2細胞期において核小体が集合するとともに、ミトコンドリアの凝集が見られること、PIWIL3を欠損した卵子は減数分裂のタイミングが早くなり染色体異常を起こす可能性があることを見出した。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2023

すべて 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] ゴールデンハムスターを用いることで明らかとなった母性PIWI-piRNA 経路の 必要性2023

    • 著者名/発表者名
      蓮輪英毅
    • 学会等名
      第3回有性生殖研究会「生殖の多様性」
    • 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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