オス減数分裂における性染色体に特異的なDNA損傷応答を司る分子基盤の解明

阐明控制雄性减数分裂过程中性染色体特异性 DNA 损伤反应的分子基础

• 批准号: 22K20635
• 负责人: 阿部 洋典
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20635/
• 关键词: 減数分裂; 性染色体不活化; 精子形成; DNA 損傷応答; DNA損傷応答; 遺伝子サイレンシング

オス減数分裂では減数分裂のある時期を境に性染色体全体からの遺伝子発現が減数分裂の完了まで抑制される (性染色体不活化)。これまでに性染色体不活化の分子メカニズムとして、DNA損傷応答　(DDR) シグナルで機能する因子が遺伝子発現抑制の開始機構に必須であることが知られている。さらに申請者の研究から恒常的な DDR シグナルの活性化が長期的な遺伝子発現抑制を維持する分子メカニズムであることが分かった。性染色体上の DDR シグナルは ATR キナーゼ依存的に活性化されることから、本研究では性染色体不活化を維持するために ATR を性染色体上へ恒常的にリクルートする減数分裂特異的な分子メカニズムが存在すると仮説を立て、その解明を目指している。研究方針として性染色体上で ATR と相互作用する因子を質量分析により同定し、減数分裂特異的な因子を見出すことを計画した。具体的な手法としてアフィニティー精製用に 3xFLAG-HA タグをノックインしたマウスツールを作成した。ATR へのタグの導入が ATR のキナーゼ活性に影響を与える可能性を考慮し、本研究では ATR の活性化に機能する相互作用因子 ATRIP に精製タグを導入することにした。ATRIP は ATR と相互作用する領域を C 末側に持つことから、本件度は N 末側にタグを導入したマウスを作成した。しかしながら同マウスでは腫瘍が発生して生殖可能齢に達する前に死亡した。また生存したマウス個体も不妊であった。これらの結果は N 末側へのタグ挿入は ARTIP の機能を阻害し、KO のような表現型をもたらしたためと考えられる。代替手法として ATRIP の C 末側への精製タグ導入したマウスの作出に着手している。

在男性减数分裂中，整个性别染色体的基因表达被抑制直到结束完成（性染色体灭活）。迄今为止，众所周知，在DNA损伤反应（DDR）信号中起作用的因素对于将基因表达抑制作为性染色体失活的分子机制而言是必不可少的。此外，申请人的研究发现，本构DDR信号的激活是一种分子机制，可长期抑制基因表达。由于对性染色体的DDR信号以ATR激酶依赖性的方式激活，因此该研究假设存在一种减数分裂特异性的分子机制，该机制将组成型将ATR募集到性染色体上以维持性染色体，以维持性别染色体灭活，并旨在澄清这一点。作为一种研究策略，我们计划通过质谱法确定与ATR相互作用的性别染色体的因素，并发现减数分裂的特定因素。作为一种混凝土方法，创建了一个鼠标工具，该工具在3xFlag-HA标签中敲打以进行亲和力纯化。考虑到将标签引入ATR可能会影响ATR的激酶活性的可能性，我们决定将纯化的标签引入ATRIP，这是一种在激活ATR中起作用的交互式剂。由于ATTRIP的区域与C端在C端相互作用，因此我们创建了一个带有N端引入的标签的小鼠。但是，同一只小鼠在肿瘤发育并达到生殖年龄之前死亡。幸存的小鼠个体也不不育。这些结果被认为是因为在N末端的TAG插入抑制了art骨的功能，从而产生了KO样表型。作为替代方案，我们开始创建在ATTRIP的C端侧引入带有纯化标签的小鼠。

项目成果

オス減数分裂において性染色体の不活化を支える分子基盤の解明

阐明男性减数分裂期间性染色体失活的分子基础

• 发表时间: 2023
• 作者: 阿部 洋典;荒木 喜美;石黒 啓一郎
• 通讯作者: 石黒 啓一郎