論文解説





2019 年

Satoh Y., Takei N., Kawamura S., Takahashi N., Kotani T., and Kimura A.P.

A novel testis-specific long noncoding RNA, Tesra, activates the Prss42/Tessp-2 gene during mouse spermatogenesis

Biology of Reproduction 100: 833-848

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マウス精巣の減数分裂では一次精母細胞において多くの遺伝子が転写活性化して機能することが重要ですが、その転写活性化メカニズムの詳細は理解が遅れています。我々は今回、精子形成に重要な遺伝子がクラスターを作って存在するマウス9番染色体のPrss/Tessp遺伝子座において(Yoneda et al., 2013)、新規のlong noncoding RNA(lncRNA)がその転写活性化に寄与することを発見しました。Prss/Tessp遺伝子座から転写される全長4435塩基のこの新規のlncRNAはTesraと名づけられ、精原細胞、一次精母細胞、精細胞、ライディッヒ細胞の核と細胞質および精巣エクソソームにも局在していました(Figs. 1, 2, 3, 4)。私たちは、Tesraが一次精母細胞の核に特に多く存在することと(Fig. 3G)、Tesraの発現が一次精母細胞が増えるタイミングで増加することから(Fig. 2D)、Prss/Tessp遺伝子の転写活性化に寄与する可能性を検証しました。まず、ChIRP解析と呼ばれる手法を用いて、TesraPrss/Tessp遺伝子座のクロマチン領域に結合しているかどうか調べたところ、生殖細胞中でTesraPrss42/Tessp-2遺伝子のプロモーター領域に結合していることがわかりました(Fig. 5)。その上、内在でPrss42/Tessp-2を発現する培養細胞にTesraを過剰発現させるとPrss42/Tessp-2の発現量が有意に増加し、レポーター解析でもTesraPrss42/Tessp-2プロモーター活性を上昇させました(Fig. 6)。したがって、TesraPrss42/Tessp-2遺伝子の新たな転写活性化因子であると考えられます。私たちは以前の研究でPrss42/Tessp-2遺伝子のエンハンサーと考えられる配列を同定していたため(Yoneda, Satoh et al., 2016)、最後にこのエンハンサーとTesraが協働的に機能できるかを検証しました。Tet-onシステムによってTesraの転写を誘導できる実験系でレポーター解析を行ったところ、lncRNA-HSVIII下流のエンハンサーがTesraと協働的にPrss42/Tessp-2遺伝子を転写活性化することがわかりました(Fig. 7)。しかしそのエンハンサーとTesraは互いに依存的ではなく独立に機能できるものであり、これまで報告されている多くのlncRNAとエンハンサーの関係性とは異なるメカニズムであることが示唆されました。以上の結果から、精巣特異的な新規のlncRNAであるTesraは、lncRNA-HSVIIII下流のエンハンサーと協働してPrss42/Tessp-2遺伝子を転写活性化する因子であると結論しました。Prss42/Tessp-2遺伝子は減数分裂が二次精母細胞から精細胞へと進行するのに必須であると考えられているため(Yoneda et al., 2013; Yoneda and Kimura 2013)、Tesraは減数分裂の進行を調節する新規の因子であることが考えられます。また、精巣はあらゆる器官の中でも特に多数のlncRNAを発現することが知られていますが、本研究によってその生理的重要性の一端が明らかになったと言えます。









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