哺乳類生殖細胞の減数分裂開始機構の解明

阐明哺乳动物生殖细胞减数分裂起始机制

• 批准号: 21K06843
• 负责人: 鈴木 歩
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Saitama Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06843/
• 关键词: Max; 減数分裂の開始機構; 体細胞分裂; MYC; MGA

卵子や精子などを作りだす元となる生殖細胞の幹細胞(男性では生殖幹細胞、女性は始原生殖細胞)は、体細胞分裂を繰り返してその数を増やすが、適切なタイミングになると、染色体の本数を半減させるための減数分裂が開始される。興味深いことに、減数分裂の開始のタイミングというのは、いつ子孫を残すのかということとリンクするため、生物種にとって生き残りをかけた進化の仕組みが如実に反映される傾向があり、種によってその分子機構はさまざまである。哺乳類ではどのように減数分裂が開始されるかはほとんどわかっていない。我々は以前より、Max遺伝子が減数分裂の遺伝子の抑制に関わっていることをES細胞のノックアウト実験より見出している。具体的には、Maxタンパク質はMycタンパク質と結合すると体細胞分裂を促進する機能をもつ一方で、Mgaタンパク質と結合すると減数分裂遺伝子の抑制に働くと考えている。しかしながら生体内で実際にMaxが減数分裂遺伝子の抑制に関わっているかどうかは明らかではない。そこで本研究ではMaxという遺伝子に着目し、哺乳類生殖細胞の減数分裂の開始機構を明らかにしようと試みている。2022年度はMaxを野生型およびコンディショナルにノックアウトもしくは過剰発現した生殖細胞を回収してtranscriptome解析およびChIP-seq解析を試みた。しかしながら、細胞数の確保と生殖細胞のみを回収する精製度の向上が課題となることがわかったため、生殖細胞特異的にMax遺伝子がノックアウトされたり、過剰発現されると緑色から赤色の蛍光タンパク質を発現するマウスを開発し、現在、蛍光標識によるセルソーティングにより、目的の細胞のみを高効率で回収する手法の開発を試みている。また同様の仕組みで、MYC/MAXの過剰発現を生殖細胞で行えるマウスも開発した。

产生卵，精子等的生殖细胞的干细胞（雄性中的生殖干细胞，女性的原始生殖细胞）反复分裂体细胞以增加数量，但是在适当的时间，减数分裂开始使染色体的数量减半。有趣的是，减数分裂开始的时机与后代离开时有关，因此它倾向于反映寻求物种生存的进化机制，其分子机制因物种而异。鲜为人知的减数分裂是如何在哺乳动物中启动的。我们以前已经发现，最大基因参与ES细胞中敲除实验的减数分裂基因。具体而言，我们认为，最大蛋白具有与MYC蛋白结合时促进体细胞分裂的功能，而与MGA蛋白结合起来可抑制减数分裂基因。但是，目前尚不清楚Max是否实际上参与了体内抑制减数分裂基因。因此，这项研究的重点是基因最大，并试图阐明哺乳动物生殖细胞中减数分裂的机制。在2022年，收集了在野生型和有条件的最大值中被撞倒或过表达的生殖细胞，并尝试了转录组分析和CHIP-SEQ分析。但是，由于已经发现，仅通过恢复生殖细胞来确保细胞的数量并改善纯化水平，因此，当将最大基因撞倒或专门针对生殖细胞的最大基因时，我们已经开发出表达绿色至红色荧光蛋白的小鼠，目前正在尝试开发一种仅通过使用荧光材料进行分类的细胞来收集高效率的方法。我们还开发了一种可以使用类似机制使用生殖器过表达MYC/MAX的小鼠。

项目成果

Mga inhibits meiotic initiation by regulating Meiosin-Stra8 signaling through the bHLHZ domain.

Mga 通过 bHLHZ 结构域调节减数蛋白-Stra8 信号传导来抑制减数分裂起始。

• 发表时间: 2021
• 作者: Kousuke Uranishi;Yuka Kitamura;Ayumu Suzuki;Masataka Hirasaki;Masazumi Nishimoto;Akihiko Okuda
• 通讯作者: Akihiko Okuda

Mga-Atf7ipの相互作用は減数分裂関連遺伝子領域の構造的ヘテロクロマチン化に寄与する

Mga-Atf7ip 相互作用有助于减数分裂相关基因区域的结构异染色质化

• 发表时间: 2022
• 作者: 浦西洸介;鈴木歩;平崎正孝;西本正純;奥田晶彦
• 通讯作者: 奥田晶彦

Molecular mechanisms for the initiation of meiosis in mouse germ cells

小鼠生殖细胞减数分裂启动的分子机制

• 发表时间: 2021
• 作者: Ayumu Suzuki;Kousuke Uranishi;Yuka Kitamura;Masazumi Nishimoto;Akihiko Okuda
• 通讯作者: Akihiko Okuda

Alternative splicing for germ cell‐specific <i>Mga</i> transcript can be eliminated without compromising mouse viability or fertility

可以消除生殖细胞特异性 <i>Mga</i> 转录本的选择性剪接，而不会影响小鼠的活力或生育能力

• DOI: 10.1111/dgd.12806
• 发表时间: 2022
• 期刊: Development, Growth &amp; Differentiation
• 作者: Kitamura Yuka;Suzuki Ayumu;Uranishi Kousuke;Nishimoto Masazumi;Mizuno Seiya;Takahashi Satoru;Okuda Akihiko
• 通讯作者: Okuda Akihiko

Two DNA binding domains of Mga act in combination to suppress ectopic activation of meiosis-related genes in mouse embryonic stem cells

• DOI: 10.1002/stem.3433
• 发表时间: 2020-07
• 期刊: bioRxiv
• 作者: Kousuke Uranishi;Masataka Hirasaki;Y. Kitamura;Y. Mizuno;M. Nishimoto;Ayumu Suzuki;A. Okuda