遺伝子発現リプログラミングへのヒストンアセチル化の関与とその調節機構について

• Project/Area Number: 16045203
• 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: 青木 不学 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教授 (20175160)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥6,000,000 (Direct Cost: ¥6,000,000); Fiscal Year 2005: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2004: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
• Keywords: 卵形成 / ヒストン / アセチル化 / 減数分裂 / 遺伝子発現 / 染色体異常 / マウス卵 / 脱アセチル化 / クロマチン

Research Abstract

これまでに、減数分裂期特異的にヒストンのグローバルな脱アセチル化が起こることが明らかとなっているが、その生理的機能については明らかとなっていない。そこで前年度においては、ヒストン脱アセチル化酵素の阻害剤であるtrichostatin A(TSA)を用いて減数分裂期の脱アセチル化を阻害し、その後の発生にどのような影響が生じるかを調べた。その結果、TSA処理によって染色体数に異常が生じる割合が増加し、ヒストンの脱アセチル化は減数分裂期において染色体の分配を調節する機構に関わっていることが示唆された。また、減数分裂中にヒストンの脱アセチル化が起こらないことによって染色体数に異常が生じ、その結果胚発生が阻害されることが示された。
一方、加齢によってもその胚発生率が減少し、さらにその原因の1つとして染色体数の異常が報告されていることから、これらの現象に減数分裂期のヒストン脱アセチル化が関わっていることが考えられた。そこで本年度は、高齢マウスの卵を採取し、減数分裂中の脱アセチル化を調べた。その結果、若いマウスでは第2減数分裂中期卵において調べたすべてのヒストンのリジン残基が完全に脱アセチル化されていたが、高齢マウスの卵では約40%の卵でヒストンのアセチル化が残存していた。さらに高齢マウスの卵細胞質中のヒストン脱アセチル化活性を調べるために、体細胞核を移植し、ヒストンのアセチル化状態の変化を調べた。その結果、若いマウスの卵に比べて、高齢マウスの卵はヒストン脱アセチル化活性がやや低下している傾向が見られた。このような高齢マウスの卵におけるヒストン脱アセチル化活性の低下が、実際にどのように胚発生率低下に関与しているのかは今後の検討課題である。

Research Products

• [Journal Article] Stage specific expression of histone deacetylase 4(HDAC4)during oogenesis and early preimplantation development in mice. (2006)
  • Author(s): Kageyama, S.
  • Journal Title: Journal of Reproduction and Development 52 Pages: 99-106
• [Journal Article] Cyclin A2-CDK2 regulates embryonic gene activation in 1-cell mouse embryos. (2006)
  • Author(s): Hara, K.T.
  • Journal Title: Developmental Biology 286 Pages: 102-113
• [Journal Article] Degradation of Maternal mRNA in Mouse Embryos : Selective Degradation of Specific mRNAs after Fertilization. (2005)
  • Author(s): Zohreh, A.
  • Journal Title: Molecular Reproduction and Development 72 Pages: 281-290
• [Journal Article] Role of the first mitosis in remodeling of the parental genomes in mouse embryos. (2005)
  • Author(s): Liu, H.
  • Journal Title: Cell Research 15 Pages: 127-131
• [Journal Article] Changes in histone modifications during in vitro maturation of porcine oocytes. (2005)
  • Author(s): Endo, T.
  • Journal Title: Molecular Reproduction and Development 71 Pages: 123-128