クロマチン制御因子Ｍａｍｏによる極細胞中における遺伝子発現制御機構の解析

• Project/Area Number: 13J10063
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Developmental biology
• Research Institution: Konan University
• Principal Investigator: 平 誠司 甲南大学, 自然科学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: ショウジョウバエ / 生殖細胞 / zinc-finger / クロマチン

Outline of Annual Research Achievements

生殖細胞系列の細胞中では、vasa遺伝子 (vas)が特異的に発現することが知られており、vasの発現を活性化する制御機構には不明な点が多い。本研究ではショウジョウバエ母性因子Mamoによるvasの発現活性化制御の分子機構の解明を目的として解析を行った。これまでに、MamoのC2H2型Znフィンガードメイン (MZD) がvas遺伝子座のイントロンにある配列と直接結合することを明らかにした。また、野生型と比較してMZD強制発現胚中では、MZD結合領域周辺でヒストンH3K27のアセチル化のレベルが高くなることが分かった。 さらに、H3K27のアセチル化に関与するCBPとMZDが遺伝学的に相互作用することが明らかになった。これらのことから、MZDがCBPといったヒストン修飾酵素と相互作用し、vasの発現を制御する可能性が考えられる。
次に、vas遺伝子座のイントロンにあるMZD結合領域がvasの発現活性化に必要なのかを調べるために、CRISPR/Cas9システムを用いてMZD結合領域を欠失した系統を作製した。その結果、MZD結合領域を欠失した胚中では、生殖細胞中における内在性vasの発現が野生型に比べて有意に低下することが明らかになった。このことから、vas遺伝子座にあるMZD結合領域がvasの発現活性化に必要なエレメントであることが示唆される。次にMZDがvas遺伝子以外の遺伝子の発現に影響を与えるのかを解析するために、野生型胚とMZD強制発現胚を用いてRNA-seq解析を行った。その結果、減数分裂関連遺伝子であるc(3)G遺伝子の発現量が、野生型胚に比べてMZD強制発現胚中で増加することが示唆された。そこで、c(3)G遺伝子の発現量を解析した結果、野生型胚と比べてMZD強制発現胚中ではc(3)G遺伝子の発現量が有意に増加することが分かった。このことから、c(3)G遺伝子の発現もvasと同様にMZDによって発現活性化を制御されることが示唆される。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] H3K36 Trimethylation-Mediated Epigenetic Regulation is Activated by Bam and Promotes Germ Cell Differentiation During Early Oogenesis in Drosophila (2015)
  • Author(s): Masanori Mukai, Seiji Hira, Katsuhiro Nakamura, Shoichi Nakamura, Hiroshi Kimura, Masanao Sato and Satoru Kobayashi
  • Journal Title: Biology Open Volume: 4 Issue: 2 Pages: 119-124
  • DOI: 10.1242/bio.201410850
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Binding of Drosophila maternal Mamo protein to chromatin and specific DNA sequences (2013)
  • Author(s): Seiji Hira, Takahiro Okamoto, Masato Fujiwara, Hiroaki Kita, Satoru Kobayashi, Masanori Mukai
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 438 Issue: 1 Pages: 156-160
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.07.045
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genetically encoded system to track histone modification in vivo. (2013)
  • Author(s): Yuko Sato, Masanori Mukai, Jun Ueda, Michiko Muraki, Timothy J. Stasevich, Naoki Horikoshi, Tomoya Kujirai, Hiroaki Kita, Taisuke Kimura, Seiji Hira, Yasushi Okada, Yoko Hayashi-Takanaka, Chikashi Obuse, Hitoshi Kurumizaka, Atsuo Kawahara, Kazuo Yamagata, Naohito Nozaki and Hiroshi Kimura
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 3 Issue: 1 Pages: 2436-2436
  • DOI: 10.1038/srep02436
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] ショウジョウバエvasa遺伝子座のMZD結合配列の性質 (2014)
  • Author(s): 藤原 真人, 平 誠司, 中村 翔一, 小林 悟, 向 正則
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜 (神奈川県横浜市)
  • Year and Date: 2014-11-26
• [Presentation] ショウジョウバエ母性因子Mamoの標的となる減数分裂関連遺伝子の探索 (2014)
  • Author(s): 平 誠司, 藤原 真人, 中村 翔一, 小林 悟, 向 正則
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜 (神奈川県横浜市)
  • Year and Date: 2014-11-25
• [Presentation] ショウジョウバエ胚発生過程における減数分裂関連タンパク質C(3)Gの発現とその機能解析 (2014)
  • Author(s): 向 正則, 平 誠司, 中村 翔一
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜 (神奈川県横浜市)
  • Year and Date: 2014-11-25
• [Presentation] ショウジョウバエ母性因子MamoによるPGC中における生殖細胞性遺伝子の発現制御 (2014)
  • Author(s): 平 誠司, 藤原 真人, 中村 翔一, 小林 悟, 向 正則
  • Organizer: 日本動物学会第85回大会
  • Place of Presentation: 東北大学川内キャンパス (宮城県仙台市)
  • Year and Date: 2014-09-11
• [Presentation] CRISPR/Cas9システムを用いたショウジョウバエvas遺伝子座改変の試み (2014)
  • Author(s): 藤原 真人, 平 誠司, 中村 翔一, 小林 悟, 向 正則
  • Organizer: 日本動物学会第85回大会
  • Place of Presentation: 東北大学川内キャンパス (宮城県仙台市)
  • Year and Date: 2014-09-11
• [Presentation] ショウジョウバエ生殖細胞発生過程における減数分裂関連タンパク質C(3)Gの発現 (2014)
  • Author(s): 向 正則, 平 誠司, 中村 翔一, 小林 悟
  • Organizer: 日本動物学会第85回大会
  • Place of Presentation: 東北大学川内キャンパス (宮城県仙台市)
  • Year and Date: 2014-09-11
• [Presentation] ショウジョウバエ母性因子Mamoと共同して作用するピストン修飾酵素の解析 (2013)
  • Author(s): 平 誠司、藤原 真人、小林 悟、向 正則
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド神戸国際展示場兵庫県
  • Year and Date: 2013-12-05
• [Presentation] ショウジョウバエ母性因子MamoのC2H2型Zn-fingerドメインとミドルドメインの機能解析 (2013)
  • Author(s): 藤 原真人、平 誠司、小林 悟、向 正則
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド神戸国際展示場兵庫県
  • Year and Date: 2013-12-05
• [Presentation] ショウジョウバエ卵巣においてヒストン修飾を介した転写活性化機構が生殖細胞の分化を促進する (2013)
  • Author(s): 向 正則、平 誠司、新谷 恵魅、木村 宏、小林 悟
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド神戸国際展示場兵庫県
  • Year and Date: 2013-12-05
• [Presentation] ショウジョウバエ卵巣中のescort cellの細胞突起形成に関わる分子機構の解析 (2013)
  • Author(s): 木村 泰介、平 誠司、向 正則
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド神戸国際展示場兵庫県
  • Year and Date: 2013-12-03
• [Presentation] ショウジョウバエ母性因子Mamoはvas遺伝子座のヒストン修飾状態を変化させる (2013)
  • Author(s): 平 誠司、藤原 真人、小林 悟、向 正則
  • Organizer: 日本動物学会第84回大会
  • Place of Presentation: 岡山大学(津島キャンパス)岡山県
  • Year and Date: 2013-09-28
• [Presentation] ショウジョウバエ生殖細胞の分化促進に関わるヒストン修飾とその制御 (2013)
  • Author(s): 向 正則、平 誠司、新谷 恵魅、小林 悟
  • Organizer: 日本動物学会第84回大会
  • Place of Presentation: 岡山大学(津島キャンパス)岡山県
  • Year and Date: 2013-09-28
• [Presentation] ショウジョウバエ母性因子MamoのC2H2 Zn-fingerドメインの機能解析 (2013)
  • Author(s): 藤原 真人、平 誠司、向 正則
  • Organizer: 日本動物学会第84回大会
  • Place of Presentation: 岡山大学(津島キャンパス)岡山県
  • Year and Date: 2013-09-28