TGF-beta-induced alteration of gene silencing for stem cell maintenance and differentiation

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K06059
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43010:Molecular biology-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Iki Taichiro 大阪大学, 生命機能研究科, 助教 (20774011)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 精子 / microRNA / サイレンシング / シャペロン / ショウジョウバエ / 生殖細胞 / RISC

Outline of Final Research Achievements

This project identified and characterized Cyclophilin 40 (Cyp40) as a factor essential for sperm maturation processes in Drosophila melanogaster. Small non-coding RNAs including microRNA (miRNA) and short-interfering RNA (siRNA) form the effector RNA-induced silencing complex (RISC) with Argonaute (Ago) family members. RISCs direct the silencing of genes through sequence-specific recognition of complementary targets. It was found that, in the testicular germline cells, Cyp40 assists the loading of testis-specific miRNA species onto Ago2 through the physical interaction during RISC formation. These Cyp40-dependent testis-specific miRNA, including miR-316-3p, supported the organization of individualization complex formation during sperm maturation.

Free Research Field

生殖生物学　RNA生物学　分子生物学　生化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生殖細胞は精子や卵子をつくり、受精を経て次世代を紡ぐ重要な細胞です。しかしながら、生殖細胞がどのように配偶子を形成するのか、私たちの理解は進んでいません。小分子RNAと呼ばれる多様な分子が生殖細胞において遺伝子の制御を行うことは知られていましたが、小分子RNAそのものがどのように制御されるのか、よくわかっていませんでした。今回、ショウジョウバエを用いた研究において、ヒトにも発現しているCyclophilin 40(Cyp40)タンパク質が小分子RNAを制御するはたらきをもち、精子の成熟に欠かせない因子であることがわかりました。今回の発見は不妊などの疾患の解明に繋がる可能性があります。