Ｐｉｗｉタンパク質によるプラナリア全能性体性幹細胞の維持機構の解明

Piwi蛋白阐明涡虫全能成体干细胞的维持机制

基本信息

批准号：
13J01064
负责人：
鹿島誠
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J01064/
关键词：
プラナリア幹細胞 PIWI piRNA 転移因子 Piwi 全能性幹細胞トランスクリプトーム

项目摘要

①クロマトイド小体上に局在するPiwiCによる転移因子の抑制本研究では、PiwiCがY12抗体免疫応答性クロマトイド小体（Y12陽性CB）の構成タンパク質であることを明らかにした(Kashima et al., 2016)。さらに、PiwiC陽性クロマトイド小体にはレトロトランスポゾンであるgypsy-P1のアンチセンス鎖が局在し、PiwiC機能阻害によってgypsy-P1の活性化が引き起こされた(Kashima et al., 2016)。以上の結果を通じて、クロマトイド小体の転移因子の抑制という生理的な機能を明らかにした。②幹細胞システムにおけるPiwiBによるタンパク質コード遺伝子の制御とその重要性登録者は、piwiB機能阻害個体のトランスクリプトーム解析を通じて、PiwiBによって制御される三種類のタンパク質コード遺伝子を同定した（Kashima et al. 投稿準備中）。caluは、機能は未知であるが分化途上の細胞で特異的に発現する遺伝子であった。興味深いことに、piwiB機能阻害個体では、caluの異所発現が新生細胞及び分化細胞で観察された。このことから、PiwiBは細胞分化前後における遺伝子発現制御に関わっていることは明らかになった。また、piwiB機能阻害個体において、mcm2とh4は発現量が上昇するものの、通常個体と同様に両遺伝子は新生細胞特異的な発現を示した。加えて、piwiBとmcm2を同時に機能阻害した個体では、piwiB機能阻害個体に比べて、PiwiB陰性新生細胞の生存率が改善した。まとめると、本研究では、PiwiBのプラナリア幹細胞システムにおいて多様な標的遺伝子を制御することで、幹細胞の維持や正常な細胞分化を保障していることを明らかにすることに成功した(Kashima et al.投稿準備中)。

① 位于类染色体上的 PiwiC 对转座因子的抑制在这项研究中，我们发现 PiwiC 是 Y12 抗体免疫反应性类染色体（Y12 阳性 CB）的组成蛋白（Kashima et al., 2016）。此外，逆转录转座子gypsy-P1的反义链位于PiwiC阳性的类染色体中，抑制PiwiC功能会导致gypsy-P1的激活(Kashima et al., 2016)。通过上述结果，我们阐明了类染色体抑制转座因子的生理功能。 ② PiwiB 对蛋白质编码基因的调控及其在干细胞系统中的重要性注册者通过对 piwiB 功能抑制个体的转录组分析，鉴定出三种受 PiwiB 调控的蛋白质编码基因（Kashima 等人发表（准备中）。 calu是一种功能未知但在分化过程中的细胞中特异性表达的基因。有趣的是，在 piwiB 功能受到抑制的个体中，在肿瘤细胞和分化细胞中观察到 calu 的异位表达。这些结果表明 PiwiB 参与细胞分化前后基因表达的调节。此外，尽管在piwiB功能受到抑制的个体中mcm2和h4的表达水平增加，但这两个基因都与正常个体一样表现出肿瘤细胞特异性表达。此外，在同时抑制piwiB和mcm2的个体中，与piwiB功能被抑制的个体相比，PiwiB阴性肿瘤细胞的存活率有所提高。综上所述，本研究成功揭示了PiwiB涡虫干细胞系统通过调节各种靶基因来确保干细胞维持和正常细胞分化（Kashima等人（准备提交）。