生殖細胞の成立と分化における分子基盤

生殖细胞建立和分化的分子基础

基本信息

批准号：
15080206
负责人：
仲野徹
金额：
$ 73.34万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

PGC7/Stellaは、初期胚、始原生殖細胞、卵細胞で特異的に発現し、受精後に細胞内局在が細胞質から核へと変化する。また、遺伝子改変マウスを用いた解析から、PGC7/Stellaは、卵子に存在する初期発生に必要な「母性因子」であることが明らかにされている。我々は、PGC7/Stellaの機能を解析するために、結合因子の探索を行い、タンパク質の核内輸送に関与するRanBP5(Rallbinding protein 5)を同定した。培養細胞を用いた実験から、RanBP5はPGC7/Stellaの核移行を促進することが明らかになった。次に、RanBPSとエストロゲン受容体のリガンド結合ドメインを融合させることにより、核に移行することができない細胞質局在型RanBP5を作製した。細胞質局在型RanBPSを受精卵に発現させると、PGC7/Stellaの核移行を阻害しただけではなく、PGC7/Stellaを欠損する卵子とほぼ同様の発生異常を示した。この発生異常は、核局在型PGC7/Stellaを同時に発現させることにより正常化することができた。PGC7/Stellaが受精直後の核内で機能することから、受精卵おけるゲノムのメチル化状態を検討した。その結果、PGC7/Stella欠損の受精卵において、DNA複製が開始される前に雌性ゲノムの脱メチル化が生じていることが明らかとなった。また、PGC7/Stella欠損の受精卵において、いくつかのインプリント遺伝子のメチル化が低下していた。以上のことから、PGC7/Stellaは受精卵におけるエピジェネティック不均等性の成立および初期発生におけるインプリントの維持という、ゲノムの不均等性維持に重要な機能を有することが明らかとなった。

PGC7/Stella在早期胚胎，原始生殖细胞和卵细胞中特异性表达，细胞的定位在受精后从细胞质到细胞核的变化。此外，使用转基因小鼠进行分析表明，PGC7/Stella是卵中存在的早期发育所必需的“母体因子”。为了分析PGC7/Stella的功能，我们搜索了结合因子并鉴定出RANBP5（Rallbinding蛋白5），该因子参与了蛋白质核转运。使用培养细胞的实验表明RANBP5促进了PGC7/Stella的核转运。接下来，通过将RANBPS的配体结合结构融合到雌激素受体的融合中，生成了无法转移到细胞核的细胞质局部RANBP5。受精卵中细胞质局部RANBP的表达不仅抑制了PGC7/Stella的核易位，而且还显示出与PGC7/Stella缺陷卵相似的发育异常。通过同时表达核局部PGC7/Stella，可以将这种发育异常归一化。由于PGC7/Stella受精后立即在细胞核中起作用，因此研究了受精卵中基因组的甲基化状态。结果，据揭示了雌性基因组的脱甲基化发生在DNA复制开始以PGC7/Stella缺乏的受精卵开始。此外，在缺乏PGC7/Stella缺乏的受精卵中，某些印迹基因的甲基化降低了。从上面的角度来看，PGC7/Stella在维持基因组异质性方面具有重要功能，例如在受精卵中建立表观遗传异质性以及在早期发育过程中维持烙印。