マウス初期発生におけるStrawberry Notch1の機能解析

2011 年度 実績報告書

• 研究領域: 哺乳類初期発生の細胞コミュニティー
• 研究課題/領域番号: 22116501
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 渡邉 裕介 東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (20562333)
• キーワード: 哺乳類 / 発生 / 着床前胚

研究概要

Strawberry Notch1(Sno1)はヘリカーゼに特徴的なドメインを含む核タンパク質であり、マウス着床前胚期に発現している。Sno1ノックアウト(KO)マウス胚では胚盤胞を形成せずに致死となるが、Sno1機能の分子メカニズムは未知である。培養細胞を用いた実験では、Sno1をsiRNA導入によってノックダウンすると、細胞の形態が著しく変化することを観察した。それらSno1ノックダウン細胞では細胞骨格を制御するRhoシグナリングの各因子の発現が変化していた。この結果を踏まえて、Sno1KOマウス胚にて、アクチン細胞骨格、細胞間接着、細胞極性因子の発現を調べると、それら因子の発現は大きく乱れていた。このことは、着床前胚においてSno1が細胞の形態を制御することにより細胞間接着・細胞極性形成、さらには胚盤胞形成に関与している可能性を示している。また、栄養外胚葉分化に必須の転写因子であるCdx2の発現を制御するシグナリングとして、Hippoシグナリングが知られている。Sno1KOマウス胚においてCdx2発現が著しく減少している原因として、Hippoシグナリングの下流にあるYap-Tead4複合体による転写活性にSno1が関与しているかを、ルシフェラーゼアッセイにより検討した。その結果、Sno1ノックダウン細胞では、Yap-Tead4による転写活性が約半分に減少していた。このことは、Sno1は、着床前胚においてYap-Tead4によるCdx2の発現制御に一部関与している可能性を示している。本研究ではさらにHisタグ-Sno1タンパク質を作製・精製しその結合タンパク質を単離しており、Sno1の機能解明に貢献すると考えられる。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

H23年度の研究目的としては1,Sno1と相互作用する因子の探索、2,Sno1のin vitroでの機能解析、3,Sno1のES細胞での機能解析を挙げていた。その結果、1,Hisタグ-Sno1は精製し終え、結合タンパク質の単離し、MSにより同定中であり、2,Sno1が各種培養細胞において細胞の形態をコントロールしていることを見出し、3,また、ES細胞からの栄養外胚葉分化系でのSno1ノックダウン実験、Sno1 KOコンディショナルES細胞の樹立を行なった。

今後の研究の推進方策

Sno1と結合する因子が同定できる予定のため、結合因子を通してSno1の哺乳類胚発生における作用機序を明らかにする。特に、Sno1は細胞の形態をコントロールしていることが分かったので、その作用がどのような分子メカニズムで行われているのかを解明する。また、Sno1コンディショナルKO ES細胞を樹立したので、Sno1 KO ES細胞とコントロールES細胞の遺伝子プロファイリングを行うことにより、Sno1が未分化性の維持に影響を及ぼしているのかを解析する。さらに、Sno1 KO ES細胞を用いて、各種細胞への分化誘導を行なった際の影響を調べることにより、Sno1の器官分化における機能を解析する計画である。

研究成果

• [学会発表] Analysis of Strawberry Notch1 during mouse development (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡邉裕介
  • 学会等名: 第44回日本発生生物学会年会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-05-19