マウスPIWIファミリーの機能と精子形成

小鼠 PIWI 家族功能和精子发生

基本信息

批准号：
09J04253
负责人：
北加奈子
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

我々の研究室では、胎仔期において、MILI及びMIWI2がDNAのメチル化によるレトロトランスポゾンの制御に関与していることを見出したことから、これらのPIWIファミリータンパク質の機能を更に詳細に解析するために以下に記すトランスジェニックマウスを作成した。胎仔期ではDNAのレトロトランスポゾン遺伝子であるIAPやLine1の制御領域が高度にメチル化されることによってそれらのレトロトランスポゾンの発現が抑制されている。一方、MILI-KO及びMIWI2-KOマウスではDNAのレトロトランスポゾン遺伝子の制御領域のメチル化が低下することによって転写抑制が解除され、レトロトランスポゾンの転写が増加する。また、MILI及びMIWI2はsmall RNAであるpiRNAと結合し、そのpiRNAの中にはレトロトランスポゾンに対する配列も含まれている。しかし、そのpiRNAがMILI-KO及びMIWI2-KOマウスでは消失していることから、MILIまたはMIWI2はpiRNAを介してDNAメチル化によるレトロトランスポゾン制御に関与していると考えられる。また、胎仔期では、MILIは細胞質に局在する一方、MIWI2は核内に存在することから、MIWI2がこのDNAのメチル化機構に直接関与していることが示唆される。更に我々は、クロマチン免疫沈降法により、胎仔期の精巣においてMIWI2がゲノム、特にIAPやLine1の制御領域に結合していることも明らかにした。そこで、今回、DNAのトランスポゾン遺伝子の制御領域に結合するように設計したzinc fingerタンパクとMIWI2を融合したタンパク質を発現させるトランスジェニックマウスを作成し、このタンパク質の十分な発現を確認した。

在我们的实验室中，我们发现MILI和MIWI2参与了通过DNA甲基化在胎儿期间通过DNA甲基化来调节逆转录座，因此，我们创建了下面描述的转基因小鼠，以进一步分析这些PIWI家族蛋白的功能。在胎儿阶段，DNA逆转座子基因IAP和LINE1的调节区域高度甲基化，从而抑制了这些逆转录子的表达。另一方面，在Mili-KO和MIWI2-KO小鼠中，通过降低DNA逆转录跨基因的调节区域的甲基化以及逆转转脊柱的转录来消除转录抑制。 MILI和MIWI2还与PiRNA结合，一个小RNA，PIRNA还包括逆转录座子的序列。然而，由于在Mili-KO和MIWI2-KO小鼠中丧失了PIRNA，因此人们认为MILI或MIWI2通过PIRNA通过DNA甲基化参与了逆转录转座子的调节。此外，MILI位于胎儿阶段的细胞质中，而MIWI2则存在于细胞核中，这表明MIWI2直接参与该DNA的甲基化机制。此外，我们揭示了MIWI2与基因组结合，特别是通过染色质免疫沉淀在胎儿睾丸中IAP和LINE1的调节区域。因此，我们创建了一种转基因小鼠，该小鼠表达蛋白质，该蛋白融合了锌指蛋白，设计用于与DNA和MIWI2的转座子基因的调节区域结合，并确认该蛋白充分表达。