精子幹細胞におけるRNAメチル化修飾酵素の機能に関する解析

[背景]ほ乳類の精子幹細胞は、種の存続という生物学的要求をかなえる上で重要な働きをもつ。その働きは、世代を超えて受け継がれてきた遺伝子情報を保全し、精子形成、受精、そして個体発生に必要な遺伝子発現の制御プログラムを構築することである。以上を深く理解し、精子産生系を生体外において論理的に再現構築することは生物学の大きな目標である。本研究は、精子幹細胞におけるRNAの転写後調節機構を解析し、種の存続を支える遺伝子発現制御プログラムの詳細を明らかにすることを目的とする。(a)　ゲノム修飾酵素の翻訳抑制機構の解析 : 　P-bodyを利用した各ゲノム修飾酵素の翻訳制御機構の有無に関して解析を行う。具体的には、精子幹細胞におけるメチル化修飾を介した未分化性維持に必須な遺伝子群の翻訳調節機構を明らかにするために、ゲノム修飾酵素 mRNAの局在を組織学的解析を行うために、新規手法として注目されるパドロックプローブを用いたFISH法の導入を進めた。精子幹細胞の未分化性維持に必須な酵素EHMT1_mRNAの検出には、改善の必要はあるものの、可視化成功した。さらに、マウス培養精原細胞株 (GS細胞) を用いて、ｍRNAの翻訳制御遺伝子の欠損を誘導するCRISPR-CAS9のレンチウイルスも構築した。(ｂ)METTL3の活性制御機構の解析 : ユビキチン化による METTL3の分解抑制について解析を行う。具体的には、、精原細胞において機能が報告されているユビキチン化酵素 NEDD4に関してMETTL3との機能的関係を生化学的に解析するため、各遺伝子の発現ベクターを構築した。

[背景]ほ乳類の精子幹細胞は、種の存続という生物学的要求をかなえる上で重要な働きをもつ。その働きは、世代を超えて受け継がれてきた遺伝子情報を保全し、精子形成、受精、そして個体発生に必要な遺伝子発現の制御プログラムを構築することである。以上を深く理解し、精子産生系を生体外において論理的に再現構築することは生物学の大きな目標である。本研究は、精子幹細胞におけるRNAの転写後調節機構を解析し、種の存続を支える遺伝子発現制御プログラムの詳細を明らかにすることを目的とする。(a)　ゲノム修飾酵素の翻訳抑制機構の解析 : 　P-bodyを利用した各ゲノム修飾酵素の翻訳制御機構の有無に関して解析を行う。具体的には、精子幹細胞におけるメチル化修飾を介した未分化性維持に必須な遺伝子群の翻訳調節機構を明らかにするために、ゲノム修飾酵素 mRNAの局在を組織学的解析を行うために、新規手法として注目されるパドロックプローブを用いたFISH法の導入を進めた。精子幹細胞の未分化性維持に必須な酵素EHMT1_mRNAの検出には、改善の必要はあるものの、可視化成功した。さらに、マウス培養精原細胞株 (GS細胞) を用いて、ｍRNAの翻訳制御遺伝子の欠損を誘導するCRISPR-CAS9のレンチウイルスも構築した。(ｂ)METTL3の活性制御機構の解析 : ユビキチン化による METTL3の分解抑制について解析を行う。具体的には、、精原細胞において機能が報告されているユビキチン化酵素 NEDD4に関してMETTL3との機能的関係を生化学的に解析するため、各遺伝子の発現ベクターを構築した。