哺乳類生殖細胞の減数分裂開始機構の解明

卵子や精子などを作りだす元となる生殖細胞の幹細胞(男性では生殖幹細胞、女性は始原生殖細胞)は、体細胞分裂を繰り返してその数を増やすが、適切なタイミングになると、染色体の本数を半減させるための減数分裂が開始される。興味深いことに、減数分裂の開始のタイミングというのは、いつ子孫を残すのかということとリンクするため、生物種にとって生き残りをかけた進化の仕組みが如実に反映される傾向があり、種によってその分子機構はさまざまである。哺乳類ではどのように減数分裂が開始されるかはほとんどわかっていない。我々は以前より、Max遺伝子が減数分裂の遺伝子の抑制に関わっていることをES細胞のノックアウト実験より見出している。具体的には、Maxタンパク質はMycタンパク質と結合すると体細胞分裂を促進する機能をもつ一方で、Mgaタンパク質と結合すると減数分裂遺伝子の抑制に働くと考えている。しかしながら生体内で実際にMaxが減数分裂遺伝子の抑制に関わっているかどうかは明らかではない。そこで本研究ではMaxという遺伝子に着目し、哺乳類生殖細胞の減数分裂の開始機構を明らかにしようと試みている。2022年度はMaxを野生型およびコンディショナルにノックアウトもしくは過剰発現した生殖細胞を回収してtranscriptome解析およびChIP-seq解析を試みた。しかしながら、細胞数の確保と生殖細胞のみを回収する精製度の向上が課題となることがわかったため、生殖細胞特異的にMax遺伝子がノックアウトされたり、過剰発現されると緑色から赤色の蛍光タンパク質を発現するマウスを開発し、現在、蛍光標識によるセルソーティングにより、目的の細胞のみを高効率で回収する手法の開発を試みている。また同様の仕組みで、MYC/MAXの過剰発現を生殖細胞で行えるマウスも開発した。

卵子や精子などを作りだす元となる生殖細胞の幹細胞(男性では生殖幹細胞、女性は始原生殖細胞)は、体細胞分裂を繰り返してその数を増やすが、適切なタイミングになると、染色体の本数を半減させるための減数分裂が開始される。興味深いことに、減数分裂の開始のタイミングというのは、いつ子孫を残すのかということとリンクするため、生物種にとって生き残りをかけた進化の仕組みが如実に反映される傾向があり、種によってその分子機構はさまざまである。哺乳類ではどのように減数分裂が開始されるかはほとんどわかっていない。我々は以前より、Max遺伝子が減数分裂の遺伝子の抑制に関わっていることをES細胞のノックアウト実験より見出している。具体的には、Maxタンパク質はMycタンパク質と結合すると体細胞分裂を促進する機能をもつ一方で、Mgaタンパク質と結合すると減数分裂遺伝子の抑制に働くと考えている。しかしながら生体内で実際にMaxが減数分裂遺伝子の抑制に関わっているかどうかは明らかではない。そこで本研究ではMaxという遺伝子に着目し、哺乳類生殖細胞の減数分裂の開始機構を明らかにしようと試みている。2022年度はMaxを野生型およびコンディショナルにノックアウトもしくは過剰発現した生殖細胞を回収してtranscriptome解析およびChIP-seq解析を試みた。しかしながら、細胞数の確保と生殖細胞のみを回収する精製度の向上が課題となることがわかったため、生殖細胞特異的にMax遺伝子がノックアウトされたり、過剰発現されると緑色から赤色の蛍光タンパク質を発現するマウスを開発し、現在、蛍光標識によるセルソーティングにより、目的の細胞のみを高効率で回収する手法の開発を試みている。また同様の仕組みで、MYC/MAXの過剰発現を生殖細胞で行えるマウスも開発した。