配偶子構築における減数第一分裂の制御機構の解明

2019 年度 実績報告書

• 研究領域: 配偶子インテグリティの構築
• 研究課題/領域番号: 19H05245
• 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): 2019-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 減数分裂 / 染色体

研究実績の概要

本研究は減数第一分裂の制御機構の解明を目的とする。そこで本研究では、 (1) 減数第一分裂前期の制御を支える分子機構の解析、(2) STAR8 相互作 用因子の減数分裂における役割の解明、これら2つの角度から体細胞分裂との違いを本質的に決定 付ける減数第一分裂前期の制御のメカニズムの解明を目指す。
最近我々はは減数分裂開始に関わる 新規因子 MEIOSIN を同定した。MEIOSIN は STRA8 と複合体を形成して減数第一分裂前期の進行に関連する多くの遺伝子のプロモ ーターに結合する転写因子として働くが、MEIOSIN-STRA8 複合体によって直接制御される標的遺 伝子には約 50 個の未解析の hypothetical gene が含まれることが判明している。本研究では MEIOSIN-STRA8 複 合体の発現制御下にあるhypothetical geneの網羅的なKOスクリーニングによって、減数第一分裂 前期の制御に必須の役割を果たす新規の因子の同定を試みた。受精卵への CRISPR-Cas9 導入による遺伝子破壊を行い、4 週齢 F0 個体の精巣が委縮する表現型を示すことを指標にスクリーニングと表現型の解析を行ったところ、新たに減数第一分裂前期において組み換えやタンパク質分解、パキテン期の転写制御などのプロセスに関与する因子を見出した。また STAR8と相互作用するMEIOSIN とは別の核タンパク質を同定し、これと相互作用できない変異型STAR8の作製により、減数分裂の開始制御に雌雄差があることを見出した。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Cincinnati children's hospital(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Cincinnati children's hospital
• [雑誌論文] MEIOSIN directs germ cell fate decision from mitosis to meiosis (2020)
  • 著者名/発表者名: Ishiguro K, 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: in press ページ: in press
  • DOI: in press
  • 査読あり
• [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 (2020)
  • 著者名/発表者名: 石黒 啓一郎
  • 学会等名: 第125回日本解剖学会総会(宇部)
  • 招待講演
• [学会発表] 減数分裂型の細胞周期プログラムへの切替え (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)
• [学会発表] 生殖細胞特異的ジンクフィンガータンパク質は減数分裂前期パキテン脱出の転写制御に働く (2019)
  • 著者名/発表者名: 高田 幸, 小寺 千聡, 竹本 一政, 前田 亮, 坂下 陽彦, 松浦 公美, 丹羽 仁史, 立花 誠, 行川 賢, 荒木 喜美, 石黒 啓一 郎
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会 (福岡)
• [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(福岡) ワークショップ「性の連続性（性スペクトラム）をもたらすエピゲノム・代謝・染色体」
• [学会発表] The novel factor that process meiotic recombination intermediates (2019)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa Takemoto, Yuki Takada, Michihiko Sugimoto, Kimi Araki, Kei-ichiro Ishiguro
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会
• [学会発表] MEIOSIN directs germ cell fate decision from mitosis to meiosis (2019)
  • 著者名/発表者名: Kei-ichiro Ishiguro
  • 学会等名: The 4th Symposium of the Inter-University Research Network for Trans-Omics Medicine
• [学会発表] 減数分裂組み換え中間体の新規プロセシング因子 (2019)
  • 著者名/発表者名: 竹本 一政、高田 幸、杉本 道彦、荒木 喜美、石黒 啓一郎
  • 学会等名: 第２５回DNA複製・組換え・修復ワークショップ (奈良)
• [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] 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: 2019遺伝研研究会(熊本大学発生研共催)「有性生殖における染色体・クロマチン・核動態」(三島)
• [学会発表] The MEIOSIN-STRA8 complex directs cell cycle switching from mitosis to meiosis to establish the meiotic chromatin (2019)
  • 著者名/発表者名: Kei-ichiro Ishiguro
  • 学会等名: エピジェネティクス研究会 (横浜）
  • 招待講演
• [学会発表] The MEIOSIN-STRA8 complex directs cell cycle switching from mitosis to meiosis (2019)
  • 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
• [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/
• [備考] Research map
  • URL: https://researchmap.jp/read0123107/