受精時における精子クロマチンリモデリング因子の網羅的探索と機能解析

受精过程中精子染色质重塑因子的综合检索及功能分析

基本信息

批准号：
09J07625
负责人：
木村周平
金额：
$ 1.79万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

前年までの研究により、作成したcg5017変異体ショウジョウバエが雄の不妊を示し、精子変態において核の構造異常を示したことと、LC-MSによりCG5017がプロタミンと結合することが明らかとなった。以下に今年度の成果を示す。CG5017はヒストンシャペロンNap1と相同性の高い因子であり、in vitroでCG5017がプロタミンに対するシャペロン活性を持つかどうかを調べた。リコンビナントProtamine BはDNAを凝集させたが、CG5017を加えることで、凝集がブロックされた。この作用はNap1でも認められた。ところが、CG5017の局在は、主に細胞質であり、核内ではなかった。さらにProtamine Bは野生型では核内だけでなく細胞質にも局在が認められたが、cg5017変異体では細胞質局在が認められなかった。CG5017の作用点はプロタミンなどの塩基性タンパクを細胞質に保つ作用ではないかと考えた。核内におけるヒストン-プロタミン置換を調べたところ、cg5017変異体ではプロタミンがゲノムに取り込まれるものの、ヒストン、transition proteinが抜けずに残る表現型が認められた。最後にNap1は精巣の未分化な幹細胞から発現しており、分化が進むにつれ発現量が減り、精母細胞のステージには完全に消失していた。一方CG5017はNap1と異なり、入れ替わるように発現開始していた。そこで、cg5017のプロモーターの作用下にnap1を発現するショウジョウバエを作成したが、cg5017変異体の表現型をレスキューすることができなかった。つまり精子変態におけるプロタミン制御には、CG5017が必要十分であることが示された。以上の結果から、CG5017がプロタミンシャペロンとしてプロタミンを細胞質で制御することで、精子変態に必須であるクロマチン構造変換を支えていると考えられた。

去年进行的研究表明，所创造的cg5017突变果蝇在精子变态过程中表现出雄性不育和核结构异常，并且LC-MS显示CG5017与鱼精蛋白结合。今年的结果如下所示。 CG5017是与组蛋白伴侣Nap1具有高度同源性的因子，我们在体外研究了CG5017是否具有针对鱼精蛋白的伴侣活性。重组鱼精蛋白 B 聚集 DNA，但添加 CG5017 阻止聚集。在 Nap1 中也观察到了这种效应。然而，CG5017的定位主要在细胞质中，而不是在细胞核中。此外，在野生型中，鱼精蛋白B不仅定位于细胞核，还定位于细胞质，但在cg5017突变体中则不然。我们认为CG5017的作用点是将鱼精蛋白等碱性蛋白质保留在细胞质中。当我们检查细胞核中的组蛋白-鱼精蛋白取代时，我们发现在 cg5017 突变体中，鱼精蛋白被整合到基因组中，但组蛋白和过渡蛋白仍然存在。最后，Nap1在睾丸未分化干细胞中表达，其表达水平随着分化的进行而降低，并在精母细胞阶段完全消失。另一方面，CG5017与Nap1不同，开始以取代它的方式表达。因此，我们创造了在cg5017启动子作用下表达nap1的果蝇，但我们无法挽救cg5017突变体的表型。换句话说，表明CG5017对于精子变态过程中鱼精蛋白的控制是必要且充分的。从以上结果可知，CG5017作为鱼精蛋白伴侣，通过控制细胞质中的鱼精蛋白来支持精子变态所必需的染色质结构转变。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Identification of a novel factor required for spermatogenesis by an in vivo testis luciferase assay (t-Luc) screen.

通过体内睾丸荧光素酶测定 (t-Luc) 筛选鉴定精子发生所需的新因子。

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
Obara Tomoko;Kobayashi Kunie;Shima Yoshihiro;Ueshima Natsumi;島義弘;上嶋菜摘;小原倫子;小林邦江;上嶋菜摘;島義弘;永田雅子・上嶋菜摘;木村周平;木村周平;木村周平;木村周平
通讯作者：
木村周平

精母細胞特異的な新たなクロマチン構造変換機構の解析

一种新的精母细胞特异性染色质结构转换机制的分析

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
Obara Tomoko;Kobayashi Kunie;Shima Yoshihiro;Ueshima Natsumi;島義弘;上嶋菜摘;小原倫子;小林邦江;上嶋菜摘;島義弘;永田雅子・上嶋菜摘;木村周平;木村周平
通讯作者：
木村周平

精子変態におけるヒストン-プロタミン置換の分子機構

精子变态过程中组蛋白-鱼精蛋白替代的分子机制

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
Obara Tomoko;Kobayashi Kunie;Shima Yoshihiro;Ueshima Natsumi;島義弘;上嶋菜摘;小原倫子;小林邦江;上嶋菜摘;島義弘;永田雅子・上嶋菜摘;木村周平
通讯作者：
木村周平

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前川啓治;箭内匡;深川宏樹;浜田明範;里見龍樹;木村周平;根本達;三浦敦;Yasuhiro Shirai;西澤希久男;横田光平;岩谷將;山本哲史;河上正二;吉田研作・大城賢・山田誠志・酒井英樹・狩野晶子外11名;須田守;待鳥聡史・宇野重規（編）;Aoki Setsuko
通讯作者：
Aoki Setsuko