初期発生胚におけるmRNA修飾と翻訳制御機構の解明

阐明早期发育胚胎中 mRNA 修饰和翻译控制机制

• 批准号: 17700376
• 负责人: 中西 友子
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17700376/
• 关键词: ポリA鎖付加; ポリAポリメラーゼ; mGLD-2; 卵細胞成熟; 翻訳制御; RNAi

個体の発生・分化は、遺伝子発現を時空間的に制御することで正常に進行する。なかでも生殖細胞の分化においては、体細胞と異なり転写レベルでの調節に加え翻訳レベルでの調節が遺伝子発現に大きな役割を果たしている。我々はこれまでに精巣特異的なポリAポリメラーゼTPAPが精子形成過程でmRNAポリA鎖を伸長させることにより特定のmRNAの翻訳を活性化していることを報告した。しかし、卵細胞で機能しているポリAポリメラーゼはまだ明らかにされていない。最近、Kimbleらは線虫でポリAポリメラーゼ、GLD-2、が卵細胞形成に必須であることを報告した。そこで本研究では、線虫GLD-2のマウスホモログであるmGLD-2がマウスの卵細胞成熟過程においても重要な役割を果たしているのではないかと考え、卵細胞における翻訳活性化メカニズムを解明することを目的にmGLD-2の発現および機能の解析を行った。mGLD-2は卵細胞成熟過程において常にmRNAが発現しているにもかかわらず、タンパク質の存在は第一減数分裂中期以降にのみ見られた。第一次減数分裂中期はCyclinB1,Mosなどの卵細胞成熟に必須なタンパク質のmRNAポリA鎖が伸長し、翻訳が活性化される時期である。そこで、これらmRNAのポリA鎖伸長にmGLD-2が関与しているかを、卵細胞にmGLD-2を強制発現させることで検討した。その結果mGLD-2の強制発現させた卵細胞ではCyclinB1,MosのmRNAポリA鎖がコントロールに比べて伸長していた。また、mGLD-2をRNAi法によりノックダウンすると卵細胞成熟は第一減数分裂中期で停止することも明らかにした。これらのことから、mGLD-2は卵成熟過程で重要な働きをするタンパク質の翻訳を、mRNAのポリA鎖を伸長させることによって促進していることが示唆された。

个体发展和分化正常通过控制基因表达时空。特别是，在分化的生殖细胞（与体细胞不同）中，转录水平的调节以及转化水平的调节在基因表达中起主要作用。我们先前已经报道说，睾丸特异性聚丙烯聚合酶TPAP通过在精子发生过程中扩展mRNA polya链来激活特定mRNA的翻译。然而，尚未揭示在卵细胞中功能的多头聚合酶。最近，Kimble等。报道Polya聚合酶GLD-2对于线虫中的卵细胞形成至关重要。因此，在这项研究中，我们认为MGLD-2是线虫GLD-2的小鼠同源物，在小鼠的卵细胞成熟过程中也起着重要作用，并以11个细胞的目的分析了MGLD-2的表达和功能。尽管在卵细胞成熟过程中，MGLD-2在mRNA中经常表达，但仅在第一个减数分裂阶段才能看到蛋白质的存在。原发性减数分裂期是蛋白质的mRNA polya链，如卵细胞成熟所必需的蛋白质，例如cyclinb1和mos，并激活翻译。因此，我们研究了MGLD-2是否通过强行表达卵细胞中的MGLD-2来参与这些mRNA的多A链扩展。结果，与对照组相比，在强行表达的MGLD-2的卵细胞中，Cyclinb1和MOS的mRNA Polya链扩展了。还揭示了当MGLD-2被RNAi方法击倒时，在第一个减数分裂中期停止了卵细胞的成熟。这些结果表明，MGLD-2通过扩展mRNA的polya链来促进蛋白质的翻译，在卵成熟过程中起重要作用。

项目成果

Genomic imprinting of XX spermatogonia and XX oocytes recovered from XX【tautomer】XY chimeric testis.

从XX【互变异构体】XY嵌合睾丸中回收的XX精原细胞和XX卵母细胞的基因组印记。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proc.Nat.Acad.Sci.USA 102
• 作者: Isotani;A.;Nakanishi;T.et al.
• 通讯作者: T.et al.