Post-transcriptional control of spermatogonial stem cell self-renewal and differentiation

精原干细胞自我更新和分化的转录后控制

• 批准号: 20K07228
• 负责人: 黒羽 一誠
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Yokohama City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K07228/
• 关键词: エピジェネティクス; long non-cording RNA; 精子幹細胞; 分化制御; 翻訳制御; 転写後制御

精子幹細胞では、自己複製能を不可逆的に喪失し精子形成へ向けて運命決定される一時期において、大規模なゲノム修飾の変動が引き起こされる。この運命決定に関わる大規模なゲノム修飾の変化は、ゲノム修飾酵素(主にDNAメチル化酵素とヒストンメチル化酵素)の転写後レベルで起こる発現上昇に依存する。本研究は、ゲノム修飾酵素の発現上昇に関わる転写後制御機構を明らにすることを目的として、「翻訳制御」の可能性を中心に解析した。本研究の成果により、精子幹細胞の分化開始機構が明らかになるだけでなく、種の保存や、不妊症の原因解明とその治療への応用も期待される。これまでに実施してきたRNA-sequencingのデータをストランド特異的に再解析した結果、D N Aメチル化酵素遺伝子の5’末端領域から、ゲノムブラウザであるUCSCなどに登録されていないAntisense long non-cording RNA (AS-lncRNA) が転写されていることを見出した。このAS-lncRNAの転写量は、DNAメチル化酵素量が上昇する時期と一致して、精子幹細胞から分化細胞への移行を境として大きく上昇していた。AS-lncRNAが、精子幹細胞の分化移行に伴う遺伝子発現変動に広く関わる可能性を検証するため、DNAメチル化酵素遺伝子と同様の傾向（分化細胞において、遺伝子の5’末端領域からAS-lncRNAを高発現し、かつ、センスmRNAの転写量に変化なし）の遺伝子を抽出した結果、この特徴を持つ遺伝子セットがクロマチン関連遺伝子に偏ることがわかった。さらに、これらクロマチン関連遺伝子の発現は、DNAメチル化酵素と同様に、分化細胞への移行を境としてタンパク質レベルで上昇していた。したがって、複数のクロマチン関連遺伝子が、AS-lncRNAを介して時期特異的な転写後レベルでの発現制御を受けていると考えられた。

Sperm cells で は, oneself can replicate を irreversible loss of に し spermatogenesis へ to け て destiny decided さ れ る period に お い て, large-scale な ゲ ノ ム modified の - move が lead き up こ さ れ る. こ の destiny decided に masato わ る large-scale な ゲ ノ ム modified の - は, ゲ ノ ム modification enzyme (main に DNA メ チ ル phenoloxidase と ヒ ス ト ン メ チ ル enzyme) の planning after write レ ベ ル で up こ る 発 now rising に dependent す る. は, this study ゲ ノ ム modification enzyme の 発 now rising に masato わ る planning write to Ming ら suppression organization を に す る こ と を purpose と し て, "double 訳 suppression" を の possibility center に parsing し た. Achievements of this study の に よ り の, sperm stem cells differentiation began institutions が Ming ら か に な る だ け で な く, の save や, not a perfect の reason interpret と そ の treatment へ の 応 with も expect さ れ る. こ れ ま で に be applied し て き た RNA - sequencing の デ ー タ を ス ト ラ ン ド specific に to し た results, D N A メ チ ル phenoloxidase posthumous son 伝 の 5 'terminal areas か ら, ゲ ノ ム ブ ラ ウ ザ で あ る UCSC な ど に login さ れ て い な い Antisense long non-cording RNA (AS-lncRNA) が転 write されて る る とを とを see た. こ の AS - lncRNA の は planning write quantity, DNA メ チ ル the amount of enzyme rising が す る period と consistent し て, sperm cells か ら differentiated cells へ の transitional を condition と し て big き く rise し て い た. The AS - lncRNA が, sperm の differentiated transitional に with う heritage 伝 発 now - move に hiroo く masato わ る possibility を 検 card す る た め, DNA メ チ ル phenoloxidase posthumous son 伝 と with others の tendency (differentiated cell に お い て, but 伝 の 5 'terminal areas か ら AS - lncRNA を high 発 し, か つ, セ ン ス mRNA の planning write quantity に variations な し) の posthumous son 伝 を spare し た results, こ の, 徴 を hold つ posthumous son 伝 セ ッ ト が ク ロ マ チ ン masato even heritage 伝 son に partial る こ と が わ か っ た. さ ら に, こ れ ら ク ロ マ チ ン masato even heritage 伝 son の 発 は now, DNA メ チ ル phenoloxidase と with others に, differentiated cells へ の transitional を condition と し て タ ン パ ク qualitative レ ベ ル で rise し て い た. し た が っ て, plural の ク ロ マ チ ン masato even heritage 伝 が, the AS - lncRNA を interface し specific な て period after planning to write レ ベ ル で の 発 now suppression を by け て い る と exam え ら れ た.