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。

干细胞（男性的生殖干细胞，女性的原始生殖细胞）是产生卵子和精子的起源，通过重复体细胞分裂增加其数量，但当时机正确时，染色体数量减半。开始。有趣的是，减数分裂开始的时间与后代被留下的时间有关，因此它往往清楚地反映了生物物种生存的进化机制，并且根据物种的不同，分子机制也有所不同。关于哺乳动物减数分裂是如何启动的，人们知之甚少。我们之前通过ES细胞的敲除实验发现Max基因参与了减数分裂基因的抑制。具体而言，Max蛋白与Myc蛋白结合时具有促进体细胞分裂的功能，而与Mga蛋白结合时则被认为抑制减数分裂基因。然而，尚不清楚Max是否真的参与了体内减数分裂基因的抑制。因此，本研究聚焦Max基因，试图阐明哺乳动物生殖细胞减数分裂的启动机制。 2022 年，我们收集了野生型和条件性敲除或过表达的 Max 生殖细胞，并尝试转录组分析和 ChIP-seq 分析。然而，我们发现，确保细胞数量和提高纯化程度以仅收集生殖细胞是存在问题的，因此，如果 Max 基因被敲除或在生殖细胞中特异性过度表达，我们就开发出了绿色到红色荧光蛋白的小鼠表达了这一点，目前正在尝试开发一种方法，通过使用荧光标记的细胞分选来高效地仅收集所需的细胞。利用类似的机制，他们还开发了一种可以在生殖细胞中过度表达 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