高等動物の減数分裂を制御する新規染色体因子の解析

控制高等动物减数分裂的新染色体因素分析

• 批准号: 13J06035
• 负责人: 澁谷 大輝
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J06035/
• 关键词: テロメア; Telomere; 減数分裂; meiosis; TERB1; TAP1; TAP2; コヒーシン

減数分裂は配偶子形成に特化した細胞分裂であり、その制御機構の多くは未だ明らかにされていない。我々はマウスにおいて減数分裂組織で特異的に発現する遺伝子群に着目し、減数分裂組織では前例のない生体内電気穿孔法を用いた網羅的局在スクリーニングを行った。その結果脊椎動物間に保存された新規テロメアタンパク質TERB1を同定した。通常、減数分裂期の細胞では染色体末端テロメアが核膜へと連結され、そこを起点した核膜に沿った染色体運動が観察される。この運動は相同染色体の対合に必須である。Terb1遺伝子欠損(KO)マウスを作製し表現型解析を行った結果、野生型で見られた染色体運動が抑圧され、対合異常による減数分裂の異常停止や不妊の表現型が観察された。分子解析から、TERB1がテロメアと核膜を連結させ、その連結箇所に細胞質モーターとの橋渡しを担う核膜タンパク質SUN1/KASH5を集積させる機能を持つことが明らかになった。また、TERB1は染色体構造を形作るコヒーシンタンパク質をテロメアへと集積させ、強固なテロメア構造の形成に働くことが明らかになった。さらにTERB1の相互作用因子の解析から、下流で働く2つの新規タンパク質TAP1/2を同定した。Tap1/2 KOマウスでは、減数分裂の異常停止による不妊の表現型が観察された。分子解析からTAP1/2がTERB1の下流において、SUN1/KASH5およびダイニンモーターのテロメア集積を制御することが示唆された。以上の結果から哺乳類の減数分裂期には、TERB1/TAP1/2からなる特殊なタンパク質複合体がテロメアに形成され、テロメアの構造維持やテロメア主導の染色体運動を制御することが示された。これらの成果は不妊症やダウン症など、減数分裂異常に起因する先天的遺伝子疾患治療への応用が期待される。

Meiosis is a specialized process for the formation of mating cells. In vivo electroporation of meiotic tissues is used to detect the presence of specific meiotic tissues. The results of vertebrate interspecies conservation are consistent with those of TERB1. Usually, meiotic cells are linked at the ends of chromosomes, at the beginning of chromosomes, and along the nuclear membrane. The movement of the same chromosome must be coordinated. Terb1 gene defect (KO) is detected by phenotype analysis, wild type chromosome movement is suppressed, abnormal meiosis is arrested, and abnormal pregnancy phenotype is detected. Molecular analysis, TERB1, nuclear membrane, nuclear membrane, TERB1 chromosome structure is formed in a way that is consistent with the nature of the chromosome. The analysis of TERB1 interaction factor is identical to that of TAP1/2. Tap1/2 KO is the phenotype of abnormal meiosis arrest. Molecular analysis: TAP1/2, TERB1, SUN1/KASH5, and TERB 1/2. These results indicate that the formation of the meiotic complex, the maintenance of the meiotic structure, and the control of the meiotic dominant chromosome movement in mammals are related to TERB1/TAP1/2. These results are expected to be used in the treatment of congenital genetic disorders, such as pregnancy disorders, meiotic abnormalities, and causes.

项目成果

Meiosis specific modification of the core telomeric complex promotes telokinetochore assembly in mammals

核心端粒复合物减数分裂特异性修饰促进哺乳动物端动粒组装

• 发表时间: 2013
• 作者: Hiroki Shibuya.;Kei-ichiro Ishiguro. and Yoshinori Watanabe.
• 通讯作者: Kei-ichiro Ishiguro. and Yoshinori Watanabe.

Meiosis-specific cohesin mediates homolog recognition in mouse spermatocytes.

• DOI: 10.1101/gad.237313.113
• 发表时间: 2014-03-15
• 期刊: Genes & development
• 影响因子: 10.5
• 作者: Ishiguro K;Kim J;Shibuya H;Hernández-Hernández A;Suzuki A;Fukagawa T;Shioi G;Kiyonari H;Li XC;Schimenti J;Höög C;Watanabe Y
• 通讯作者: Watanabe Y