ヒストンのメチル化による生殖細胞分化制御機構

• Project/Area Number: 18051009
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 立花 誠 Kyoto University, ウイルス研究所, 准教授 (80303915)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥5,300,000 (Direct Cost: ¥5,300,000); Fiscal Year 2007: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2006: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
• Keywords: 精子形成 / 卵子形成 / ヒストン / メチル化 / 対合 / 相同染色体 / パキテン期 / 生殖細胞 / 分化 / 減数分裂 / ピストン / 転写

Research Abstract

ヒストンメチル化酵素G9aの生殖細胞特異的破壊マウスを樹立するため、Tissue Non-Specific Alkaline Phosphatase (TNAP)の遺伝子座にCreをノックインしたマウスとG9aのコンディショナルノックアウトマウスを交配し、最終的に生殖細胞特異的にG9aを欠損させるマウスを樹立した。
得られた生殖細胞特異的G9a欠損マウス雄を複数の野生型の雌と自然交配させたが、調べたすべてにおいて不妊であった(n=8)。G9a欠損の精巣では未分化なspermatogoniaと、ある程度の分化したspermatocyteは存在していた。しかし反面、相同染色体の対合が完了したpachytene spermatocyteは全く認められなかった。以上のことから、精子形成において、第一減数分裂の完了にG9aは必須であることが分った。
次にG9a欠損の雌の表現型を調べるべく、野生型の雄と交配した。その結果、不妊のマウスと子供を作れるマウスの2種が存在することが分かり、その比率は3:1であった(n=12)。妊娠可能なマウスにおいて、生まれてくる仔の数は1回の平均でおよそ3匹程度と少なく、また、生涯の出産回数も1〜3回程度と顕著に減少していた。卵巣切片の解析により、G9a欠損の成熟雌は野生型の10分の1以下の数の卵子しか保持していなかった。以上の知見をThe EMBO journalに報告した。

Research Products

• [Journal Article] Characterization of Drosophila G9a in vivo and identification of genetic interactants (2008)
  • Author(s): Kato Y., et. al.
  • Journal Title: Genes to cells (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional Dynamics of H3K9 Methylation During Meiotic Prophase Progression (2007)
  • Author(s): Tachibana M., et. al.
  • Journal Title: The EMBO journal 26 Pages: 3346-3359
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Histone H1 variant, HIR is involved in DNA damage response (2007)
  • Author(s): Hashimoto H., et. al.
  • Journal Title: DNA repair 6 Pages: 1584-1595
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genome-wide and locus-specific DNA hypomethylation in,G9a deficient mouse embryonic stem cells. (2006)
  • Author(s): Ikegami K, Iwatani M, Suzuki M, Tachibana M, Shinkai Y, Tanaka S, Greally J M, Yagi S, Hattori H, Shiota K
  • Journal Title: Genes to cells 12 Pages: 1-11
• [Journal Article] Rad54 is dispensable for the ALT pathway. (2006)
  • Author(s): Akiyama K, Yusa K, Hashimoto H, Poonepalli A, Hande, M P, Kakazu N, Takeda J, Tachibana M, Shinkai Y
  • Journal Title: Genes to cells 11 Pages: 1305-1315
• [Presentation] ヒストンメチル化酵素複合体によるクロマチン構造変換 (2007)
  • Author(s): 立花 誠
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜(パシフィコ横浜)
  • Year and Date: 2007-12-12