父性由来エピジェネティック制御因子の探索と機能解析

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われわれはいくつかの状況証拠をもとに、精子は受精後の胚発生に対して積極的な働きかけをしているのではないかという作業仮説を立て研究を行っている。受精の際精子から卵子へと持ち込まれる精子核タンパク質(父性由来因子)に着目し、それらの同定と機能解析を行っている。その受精・初期胚発生における機能を解析するため、精子核抽出物やその残余物を卵子へマイクロインジェクションした。その結果、精子核抽出物中には卵子の活性化や雄性前核の形成、着床前初期胚発生にかかわる因子が含まれていることが示唆された。精子核抽出物についてプロテオミクス的手法により計30種類のタンパク質を同定した。興味深いことに、その中にはプロタミンやヒストン、精巣特異的な転写因子といった従来知られている核タンパク質の他に、プロテアソームの各種サブユニットやシャペロンタンパク質、さまざまな酵素タンパク質などが含まれていた。また、精巣特異的なアクチン関連タンパク質(Arp)やアクチン結合タンパク質(プロフィリン)といった細胞骨格系タンパク質も同定された。近年、核内Arpがクロマチンの構造変化に関与することが示されていることから本年度では特にArpやプロフィリンに着目し、その詳細な局在解析とノックアウトマウスの系による機能解析を行っている。また、受精後における父性由来因子の挙動解析を行うことを目的に、卵子や初期胚を生きたまま蛍光観察できる実験システムをソフト面、ハード面で構築した。本システムを用いてグローバルなDNAメチル化状態の経時変化や円形精子細胞注入胚での観察を行い、論文としてまとめた(後述)。