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2011 年度 実績報告書

成熟卵母細胞形成に必須の翻訳制御機構解析

公募研究

研究領域生殖系列の世代サイクルとエピゲノムネットワーク
研究課題/領域番号 23013001
研究機関北海道大学

研究代表者

小谷 友也  北海道大学, 大学院・理学研究院, 助教 (70419852)

キーワード卵母細胞 / 卵成熟 / 翻訳 / RNA顆粒 / サイクリンB1
研究概要

すべての動物の卵母細胞は、第一減数分裂前期で分裂を停止しmRNAと蛋白質を蓄積する。十分に成長した卵母細胞(未成熟卵)はホルモン刺激を受けて卵成熟を起こし、減数分裂の再開と第二分裂中期での再停止を経て受精可能な成熟卵となる。卵成熟の開始にともない遺伝子の転写は抑制されるため、成熟卵となるすべての現象は卵母細胞に蓄積されたmRNAと蛋白質の修飾で制御される。サイクリンB1蛋白質は、卵成熟を推進する卵成熟促進因子(MPF)の調節サブユニットで、その翻訳は正常な卵成熟の進行に必須である。本研究において、我々はゼブラフィッシュとマウス卵母細胞を用いサイクリンB1 mRNAの翻訳制御機構を解析し、次の結果を得た。(1)ゼブラフィッシュとマウスの未成熟卵において、翻訳が抑制されたサイクリンB1 mRNAはRNA顆粒を形成する。(2)これらRNA顆粒は、卵成熟過程で翻訳の活性化に伴って消失する。(3)マウスおよびゼブラフィッシュ・Pumilio蛋白質は、アフリカツメガエル・Pumilio蛋白質と同様にサイクリンB1 mRNAに結合する。(4)Pumilio蛋白質が結合できないレポーターmRNAは、RNA顆粒を形成せず、その翻訳の活性化時期が早まる。(5)サイクリンB1 mRNAの顆粒形成はアクチン繊維に依存する。(6)顆粒を形成しない内在のmRNAはその翻訳時期が早まる。これらの結果から、RNA顆粒形成がサイクリンB1の翻訳に重要であること、及び、その翻訳機構が種を越えて保存されていることが示唆された。これらの成果は、成熟卵形成に必須のサイクリンB1翻訳機構の新規分子機構を明らかにしたのみでなく、RNA顆粒の形成が翻訳の活性化時期の制御に関わることを初めて示したものである。

現在までの達成度 (区分)
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

本研究は、(1)成熟卵形成におけるサイクリンB1翻訳の新規分子機構の解明、さらに(2)その機構の普遍性の解明を目的とする。現在までに、RNA顆粒形成による翻訳の新規分子機構を見いだすことに成功し、その分子機構がゼブラフィッシュとマウスで保存されていることを示唆する結果を得ている。したがって、当初の目的のいずれに対しても十分な成果が得られている。

今後の研究の推進方策

本研究では、サイクリンB1 mRNAが顆粒を形成し翻訳制御を受けること、その機構がゼブラフィッシュとマウスで保存されていることが明らかとなった。しかしながら、顆粒形成の分子機構、及び卵母細胞内での存在様式の詳細には迫っていない。今後、サイクリンB1 RNA顆粒形成の分子機構の解析と、電子顕微鏡を用いたRNA顆粒の微細構造とその変化の解析を推進し、普遍的な翻訳制御機構の実態解明に迫る。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Biochemical characterization of Pumilio1 and Pumilio2 in Xenopus oocytes2011

    • 著者名/発表者名
      Ota, R., Kotani, T., Yamashita, M.
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 286 ページ: 2853-2863

    • DOI

      10.1074/jbc.M110.155523

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Possible involvement of Nemo-like kinase 1 in Xenopus oocyte maturation as a kinase responsible for Pumilio1, Pumilio2, and CPEB phosphorylation2011

    • 著者名/発表者名
      Ota, R., Kotani, T., Masakane, Y.
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 50 ページ: 5648-5659

    • DOI

      10.1021/bi2002696

    • 査読あり
  • [学会発表] Translational control of eyclin B1 mRNA by RNA granule formation in vertebrate oocytes2012

    • 著者名/発表者名
      Kotani, T., Yasuda, K., Ota, R., Yamashita, M.
    • 学会等名
      Joint meet ing of JSDB 45th and JSCB 64th
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター(神戸市)(発表確定)
    • 年月日
      2012-05-29
  • [学会発表] Transgenic zebrafish reveals a novel cis-acting element responsible for the spatio-temporally regulated translational activation of cyclin B1 mRNA in oocytes2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuda, K., Kotani, T., Yamashita, M.
    • 学会等名
      Joint meeting of JSDB 45th and JSCB 64th
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター(神戸市)(発表確定)
    • 年月日
      2012-05-28

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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