母性因子による胚性遺伝子ネットワークの開始機構の解析

母体因素胚胎基因网络启动机制分析

基本信息

批准号：
13J40065
负责人：
石井(小田) いずみ (2014-2016)
金额：
$ 2.35万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

母性ゲノムによる調節から胚性ゲノムによる調節への移行過程において、zygotic genome activation(ZGA)は重要なイベントの一つであるが、未だに不明な点が多い。我々のこれまでの研究から、ホヤ胚では8細胞期から16細胞期にかけて、Gata.a、 Zic-r.a、β-catenin、Tcf7の４つの母性因子が、胚性遺伝子発現を直接開始する事がわかっている。このホヤ胚のZGAにおいて、動物半球での発現は、Gata.aにより8細胞期から徐々に開始され、16細胞期から強く活性化される。これに対し、植物半球での発現は、β-catenin/Tcf7により16細胞期以降に活性化される。4細胞期までは、胚性遺伝子発現はほぼ検出されない。これらの結果から、ホヤの胚性遺伝子発現の開始には、3回の細胞分裂が必要であると考えられる。次に、cdc25の機能阻害により、細胞周期を遅らせた胚での胚性遺伝子発現の開始を調べた。その結果、β-catenin/Tcf7により、通常16細胞期以降にしか活性化されない植物半球での発現が、コントロール胚が16細胞期になるのと同じ時間（約130分）が経過していれば、まだ8細胞期（細胞分裂3回後）のcdc25機能阻害胚でも検出されるようになることがわかった。植物半球での発現には、通常16細胞期に植物半球の割球のみで起こるβ-cateninの核内への移行により生じるβ-catenin/Tcf7が必要である。従って、植物半球での発現開始に必要となる受精後の一定の経過時間（約130分）は、β-cateninが核内へ移行するために必要な時間であると考えられる。これらの結果から、ホヤ胚では、細胞分裂の回数と受精後の経過時間という、２つの異なる時計が、ZGAの開始を決めていることが明らかになった。

虽然合子基因组激活（ZGA）是从母体基因组调节到胚胎基因组调控过程中的重要事件之一，但仍然有许多未知数。我们以前的研究表明，在喷水胚胎胚胎中，四个母体因子Gata.A，ZIC-R.A，β-catenin和TCF7直接在8至16细胞阶段启动胚胎基因表达。在这种喷出胚胎的ZGA中，在8细胞阶段的Gata.A逐渐发起了动物半球的表达，并从16细胞阶段强烈激活。相反，植物半球的表达在16细胞阶段被β-catenin/tcf7激活。直到4细胞阶段，胚胎基因表达几乎是无法检测的。这些结果表明，在松鼠中启动胚胎基因表达需要三个细胞分裂。接下来，检查了胚胎细胞中胚胎基因表达的发作，由于抑制Cdc25功能而导致细胞周期延迟。结果，发现通常仅在16细胞阶段之后被激活的植物半球的表达也可以在仍处于Cdc25功能中抑制的8细胞阶段（细胞分裂后三次）的胚胎中检测到，如果同一时间（大约130分钟）进入16杆细胞阶段，则可以在Cdc25功能中抑制。为了在植物半球中表达，需要β-catenin/tcf7，这通常是由β-catenin转移到细胞核中引起的，该核仅在16细胞阶段发生在植物半球的胚泡中。因此，在植物半球中启动表达所需的恒定经过的时间（约130分钟）被认为是β-catenin进入细胞核所需的时间。这些结果表明，在喷水胚胎中，两个不同的时钟决定了ZGA的起始：细胞分裂的数量和受精后经过的时间。