生殖系列とクローン発生のゲノムDNAメチル化プログラム

• Project/Area Number: 15080202
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 塩田 邦郎 The University of Tokyo, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (80196352)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 智 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 准教授 (90242164)
• Project Period (FY): 2003 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥103,800,000 (Direct Cost: ¥103,800,000); Fiscal Year 2007: ¥18,000,000 (Direct Cost: ¥18,000,000); Fiscal Year 2006: ¥18,300,000 (Direct Cost: ¥18,300,000); Fiscal Year 2005: ¥22,500,000 (Direct Cost: ¥22,500,000); Fiscal Year 2004: ¥22,500,000 (Direct Cost: ¥22,500,000); Fiscal Year 2003: ¥22,500,000 (Direct Cost: ¥22,500,000)
• Keywords: DNAメチル化 / 始原生殖細胞 / CpGアイランド / Dnmt / 精子 / 卵子 / 栄養膜細胞 / クローンマウス / RLGS / Sry / Oct-4

Research Abstract

本研究は、生殖細胞特異的なDNAメチル化・非メチル化ゲノム領域を同定し、生殖細胞の分化に伴うDNAメチル化プロフィール形成機序を明らかにすることを目的とする。これまで10箇所の精子特異的低メチル化領域(sT-DMR)を特定していたが、本年度はまず、Ant4遺伝子の転写開始点上流域に位置するsT-DMRのメチル化が、この遺伝子の発現抑制に関与することを報告した。また、生殖細胞で高い発現を示すHaspin遺伝子座においても新たにsT-DMRを見出し、DNAメチル化と発現の関係を明らかにした。sT-DMRのうち、8つの領域について精子分化過程におけるDNAメチル化の変化を解析したところ、全領域が生殖隆起に定着した始原生殖細胞(PGC)で既に非メチル化状態にあることが判明した。一方、移動期のPGCでは4領域が高メチル化状態にあり、残りは低メチル化状態にあった。これまで、生殖細胞分化過程におけるDNAメチル化状態の変化は、インプリント遺伝子座では生殖隆起内のPGCで脱メチル化が生じ、雄性生殖細胞で特異的に発現するいくつかの非インプリント遺伝子座では出生前後の精原細胞で脱メチル化が生じるとされていた。我々が特定したsT-DMRはいずれも非インプリント遺伝子座であるが、上述のように、半数はインプリント遺伝子と同様のタイミングで、残りは移動期のPGCですでに低メチル化が確立していた。すなわち、非インプリント遺伝子座における精子特異的なDNAメチル化パターンは、領域によっては従来の概念よりも早い時期に確立されているのである。本年度はさらに、卵特異的遺伝子Hlfooの上流域に位置するT-DMRについて、そのDNAメチル化が発現抑制に関与すること、および、発生のいずれの段階においても雌性生殖細胞系列ではDNAメチル化を受けないことを明らかにし報告した。

Research Products

• [Journal Article] Epigenetics: The DNA Methylation profile of tissue-dependent and differentially methylated regions in cells. (2008)
  • Author(s): Jun Ohgane
  • Journal Title: Placenta 29(Suppl 1) Pages: 29-35
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] DNA hypomethylation circuit of the mouse oocyte-specific histone H1foo gene in female germ cell lineage. (2008)
  • Author(s): Chiaki Maeda
  • Journal Title: Biology of Reproduction
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cell-type specific methylation profiles occurring disproportionately in CpG-less regions that delineate developmental similarity. (2007)
  • Author(s): Hideki Sakamoto
  • Journal Title: Genes to Cells 12 Pages: 1123-1132
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A new class of tissue-specifically methylated regions involving entire CpG islands in the mouse. (2007)
  • Author(s): Masako Suzuki
  • Journal Title: Genes to Cells 12 Pages: 1305-1314
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] エピゲノム解析技術:マイクロアレイを用いたプロファイリング (2007)
  • Author(s): 八木 慎太郎
  • Journal Title: 化学と生物 45 Pages: 265-272
• [Journal Article] 細胞特異的DNAメチル化プロフィール (2007)
  • Author(s): 大鐘 潤
  • Journal Title: 蛋自質核酸酵素 52 Pages: 2177-2182
• [Journal Article] Epigenetic regulation of Nanog gene in ebmryonic stem and trophoblast stem cells. (2007)
  • Author(s): Naoko Hattori
  • Journal Title: Genes to Cells 12 Pages: 387-396
• [Journal Article] Genome-wide and locus-specific DNA hypomethylation in G9a deficient mouse embryonic stem cells. (2007)
  • Author(s): Kohta Ikegami
  • Journal Title: Genes to Cells 12 Pages: 1-11
• [Journal Article] PGC7/Stella protects against DNA demethylation in early embryogenesis. (2007)
  • Author(s): Toshinobu Nakamura
  • Journal Title: Nature Cell Biology 9 Pages: 64-71
• [Journal Article] Dimethyl sulfoxide has an impact on epigenetic profile in mouse embryoid body. (2006)
  • Author(s): Misa Iwatani
  • Journal Title: Stem Cells 24 Pages: 2549-2556
• [Journal Article] Proliferation related acidic leucine-rich protein PAL31 functions as a caspase-3 inhibitor. (2006)
  • Author(s): Weiyong Sun
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications 342 Pages: 817-823
• [Journal Article] Equivalency of nuclear transfer-derived embryonic stem cells to those derived from fertilized mouse blastocysts. (2006)
  • Author(s): Sayaka Wakayama
  • Journal Title: Stem Cells 24 Pages: 2023-2033
• [Journal Article] DNA methylation-dependent epigenetic regulation of dimethylarginine dimethylaminohydrolase 2 gene in trophoblast cell lineage. (2006)
  • Author(s): Junko Tomikawa
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry (印刷中)
• [Journal Article] 哺乳類胚発生におけるエピジェネティック変化 (2006)
  • Author(s): 田中 智
  • Journal Title: 実験医学 (印刷中)
• [Journal Article] エピゲノムプロジェクトに向けて (2006)
  • Author(s): 八木 慎太郎
  • Journal Title: 実験医学 (印刷中)
• [Journal Article] 概論-生命科学の新たなパラダイム:エピジェネティクス (2005)
  • Author(s): 塩田 邦郎
  • Journal Title: 実験医学 23 Pages: 2096-2099
• [Journal Article] DNAメチル化情報からみた哺乳類胚発生と細胞分化 (2005)
  • Author(s): 田中 智
  • Journal Title: 実験医学 23 Pages: 2100-2106
• [Journal Article] 発生・分化とエピジェネティクス (2005)
  • Author(s): 岩谷 美沙
  • Journal Title: ゲノム医学 5 Pages: 25-30
• [Journal Article] Skewed X-inactivation in cloned mice (2004)
  • Author(s): Senda, S. et al.
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications 321 Pages: 38-44
• [Journal Article] Preference of DNA methyltransferases for CpG islands in mouse embryonic stem cells (2004)
  • Author(s): Hattori, N. et al.
  • Journal Title: Genome Research 14 Pages: 1733-1740
• [Journal Article] Stage-by-stage change in DNA methylation status of Dnmt1 locus during mouse early development (2004)
  • Author(s): Ko, Y.-G.et al.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry 280 Pages: 9627-9634
• [Presentation] 組織形成のエピジェネティクス (2007)
  • Author(s): 塩田 邦郎
  • Organizer: 第48回日本組織細胞化学会
  • Place of Presentation: 山梨県甲府市
  • Year and Date: 2007-09-29
• [Presentation] 新たな生命科学のパラダイム:エピジェネティクス (2007)
  • Author(s): 塩田 邦郎
  • Organizer: 第64回発生工学・疾患モデル研究会定例会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-08-28
• [Presentation] 生殖細胞のエピジェネティクス (2007)
  • Author(s): 塩田 邦郎
  • Organizer: 第6回生殖バイオロジー東京シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-07-16
• [Presentation] DNAメチル化プロフィール (2007)
  • Author(s): 塩田 邦郎
  • Organizer: 第1回日本エピジェネティクス研究会年会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] Spesp1遺伝子座の生殖細胞特異的脱メチル化は生殖隆起内のPGCで生じる (2007)
  • Author(s): 佐藤 俊
  • Organizer: 第1回日本エピジェネティクス研究会年会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] Distinctive demethylating effect of 5-aza-2'-deoxycytidine on gene coding regions and non-coding repetitive elements in NIH/3T3 cells. (2007)
  • Author(s): Lim Hui Wen
  • Organizer: 第1回日本エピジェネティクス研究会年会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] ヒトES細胞のエピジェノム解析 (2007)
  • Author(s): 服部 奈緒子
  • Organizer: 第1回日本エピジェネティクス研究会年会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] 生殖細胞のエピジェネティクス (2007)
  • Author(s): 塩田 邦郎
  • Organizer: 第25回日本ヒト細胞学会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] 組織特異的なゲノムDNAメチル化プロファイル (2007)
  • Author(s): 田中 智
  • Organizer: 第5回最先端動物遺伝育種セミナー
  • Place of Presentation: 山梨県北杜市
• [Presentation] Epigenetics in placental research. (2007)
  • Author(s): Kunio Shiota
  • Organizer: The 13th International Federation of Placenta Associations Meeting
  • Place of Presentation: Kingston, CANADA
• [Presentation] ES細胞のエピジェネティクス (2007)
  • Author(s): 服部 奈緒子
  • Organizer: 第100回日本繁殖生物学会大会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] DNA methylation in trophoblast cells. (2007)
  • Author(s): Satoshi Tanaka
  • Organizer: 14th Lake Shirakaba Conference "AURORA in REGENERATION II"
  • Place of Presentation: Vedbaek, DENMARK
• [Presentation] Evidence for simultaneous expression of a natural Sense-Antisense transcriptpair from the ROSA26 locus: Implication for interference with transgene expressions. (2007)
  • Author(s): Jun Ohgane
  • Organizer: 14th Lake Shirakaba Conference "AURORA in REGENERATION II"
  • Place of Presentation: Vedbaek, DENMARK
• [Presentation] Epigenetics in the animal science research. (2007)
  • Author(s): Kunio Shiota
  • Organizer: Bio Green 21
  • Place of Presentation: Kogo, KOREA
• [Presentation] Epigenetic change during trophoblast differentiation. (2007)
  • Author(s): Satoshi Tanaka
  • Organizer: The 14th World Congress on Gestational Trophoblastic Diseases
  • Place of Presentation: 福岡
• [Presentation] 生殖細胞分化過程における生殖細胞特異的低メチル化領域のメチル化パターンの確立 (2007)
  • Author(s): 佐藤 俊
  • Organizer: 特定領域研究「生殖細胞の発生プロセス・再プログラム化とエピジェネティクス」公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
• [Publications] Ohgane, J. et al.: "The Sall3 locus is an epigenetic hotspot of aberrant DNA methylation associated with placentomegaly of cloned mice."Genes Cells. 9. 253-260 (2004)
• [Publications] Hattori, N. et al.: "Epigenetic control of mouse Oct-4 gene expression in ES cells and TS cells."J Biol Chem. 印刷中. (2004)
• [Publications] Nishino, K. et al.: "DNA methylation-mediated control of Sry gene expression in mouse gonadal development."J Biol Chem. 印刷中. (2004)