マウス卵および初期胚における転写活性制御機構の解明

阐明小鼠卵和早期胚胎中的转录激活控制机制

• 批准号: 11J04814
• 负责人: 阿部 健一郎
• 金额: $ 0.83万
• 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: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J04814/
• 关键词: 卵母細胞; 転写活性; 転写停止; siRNA; RNAシークエンス; RNA polymerase II; general transcription factor; 再プログラム化; 卵; 転写制御; 基本転写因子

成長中の卵母細胞(成長期卵)は活発に転写をおこない、卵特有の遺伝子発現パターンを示すが、成長を終えた成長卵になるとゲノム全体の転写反応を停止させる。その後転写を停止した状態で減数分裂を進行させ、成熟した後、受精を経て転写が再活性化される。このとき細胞の遺伝子発現パターンは初期胚特有のパターンへと変化する。このように、遺伝子発現が大規模に変化する再プログラム化には、長期間に渡る転写の停止と再活性化のプロセスを伴うことから、受精前後における転写の停止と再活性化は、遺伝子発現の再プログラム化に深く関与していると考えられる。これまでに申請者は受精前後における転写の停止および再活性化はRNA polymerase II (RNAPII)がゲノム全体から解離/結合することにより引き起こされることを明らかにした。RNAPIIは基本転写因子(GTF)を介してDNAと結合することから、GTFの活性を阻害する因子が転写の停止時の前に特異的に発現し、RNAPII-DNA間の結合を制御している可能性がある。そこで申請者はRNAシークエンスにより成長卵と成長期卵のトランスクリプトーム解析を行い、成長期卵と比較して成長卵で発現量が高い遺伝子を探索した。すると成長期卵と比較して成長卵で発現量が5倍高い遺伝子を179個見出すことができた。現在はこれらの中から発現量の高い上位30個の遺伝子を選別し、RT-PCRにより成長期卵と成長卵における実際の発現差を確認した後、成長卵に候補遺伝子のsiRNAを顕微注入し、ノックダウンを試みている。もしこの時ノックダウンされた卵の転写活性をBrUTPの取り込みにより解析し、転写活性の上昇が見られれば転写の停止因子と考えられる。

生长的卵母细胞（生长卵）是主动转录的，并且表现出独特的基因表达模式，但是当卵结束时，整个基因组的转录反应就会停止。之后，减数分裂在转录停止时会进展，并且在成熟后，转录通过施肥重新激活。目前，细胞的基因表达模式变为早期胚胎独有的模式。因此，重编程，基因表达大规模变化，涉及长期的转录停滞和重新激活过程，并认为受精前后的转录停滞和重新激活与重编程基因表达深深相关。迄今为止，申请人发现受精前后的转录停滞和重新激活是由RNA聚合酶II（RNAPII）与整个基因组的解离/结合引起的。由于RNAPII通过基础转录因子（GTF）与DNA结合，因此可以在转录停止之前特异性地表示GTF活性的因子，从而控制RNAPII-DNA之间的结合。因此，申请人使用RNA序列对生长的卵和生长卵进行了转录组分析，并搜索了比在生长鸡蛋中的卵中具有更高表达水平的基因。这使我们能够找到179个基因，其成长鸡蛋的表达水平高五倍。目前，从中选择了高表达水平的前30个基因，并通过RT-PCR确认了生长卵和生长卵的实际表达差异之后，将候选基因的siRNA显微注射到生长的卵中并试图击倒靶向基因。如果此时击倒的卵的转录活性通过BRUTP的吸收分析并可以看到转录活性的增加，则被认为是转录停滞因素。