哺乳類における減数分裂期相同組換えに関与する遺伝子群の網羅的解析

哺乳动物减数分裂同源重组相关基因的综合分析

基本信息

批准号：
16790122
负责人：
向後寛
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Fujita Health University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、前年度の結果をふまえ雌マウス生殖腺の遺伝子発現プロファイル情報を加えることで、雌雄の減数分裂期に共通して特異的に発現する遺伝子の網羅的同定を行った。その結果、雌雄の生殖腺で減数分裂時期に発現が10倍以上強い124遺伝子を同定した。このうち未知の遺伝子は74遺伝子あり、この中から新規の減数分裂関連遺伝子を選抜する目的で、これらの遺伝子がコードするタンパクの機能ドメイン情報を検索した結果、酵母で減数分裂に必須の機能を持つことが知られるHop1と共通のドメインを持つ2つの機能未知遺伝子(HORMAD1、HORMAD2)を見いだした。この2つの遺伝子はどちらも第一減数分裂前期の精母細胞に特異的に発現することをRT-PCRおよびin situ hybridizationにより確認した。さらにこれらの遺伝子をGFP融合タンパクとして培養細胞に発現させ細胞内局在を観察したところ、両者とも核に存在した。特にHORMAD1は、分裂間期の核内でクロマチンと一致した分布を示し、さらに分裂期の染色体上に局在した。この結果から、HORMAD1が減数分裂時にも染色体に結合し、減数分裂期に特異的な染色体動態に関与する可能性が高いと考えられた。またシナプトネマ複合体の構成成分であるSycp3とHORMAD1とHORMAD2を共発現させると、HORMAD2のみが核内で共局在を示した。以上の結果は、HORMAD1とHORMAD2が減数分裂時の染色体動態の制御に関与する可能性を示すと共に、それぞれが異なる機能を担うことを示唆する。さらに実際の減数分裂時の細胞内局在の観察を可能にするため、これらの分子に特異的な抗体を作製し解析を進めている。

今年，我们在去年研究结果的基础上，通过添加雌性小鼠性腺的基因表达谱信息，全面鉴定了两性减数分裂期普遍特异表达的基因。结果，他们鉴定出了 124 个基因，这些基因在雄性和雌性性腺减数分裂期间的表达强度增强了 10 倍以上。其中，有74个未知基因，为了从这些基因中筛选出新的减数分裂相关基因，我们检索了这些基因编码的蛋白质的功能域信息，发现它们具有减数分裂所必需的功能。我们发现两个功能未知的基因（HORMAD1 和 HORMAD2）与 Hop1 具有共同结构域，已知 Hop1 具有共同结构域。 RT-PCR和原位杂交证实这两个基因在第一次减数分裂前期的精母细胞中特异表达。此外，当这些基因在培养细胞中表达为GFP融合蛋白并观察它们的细胞内定位时，发现两者都存在于细胞核中。特别是，HORMAD1 在间期细胞核中表现出与染色质一致的分布，并且在有丝分裂期间进一步定位在染色体上。这些结果表明 HORMAD1 在减数分裂期间与染色体结合，并且可能参与减数分裂特有的染色体动力学。此外，当联会复合体的组成部分Sycp3与HORMAD1和HORMAD2共表达时，只有HORMAD2在细胞核中表现出共定位。这些结果表明 HORMAD1 和 HORMAD2 可能参与减数分裂过程中染色体动力学的控制，并表明各自发挥不同的功能。此外，为了能够观察实际减数分裂过程中的细胞内定位，我们正在生产和分析这些分子的特异性抗体。