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Analyses of molecular mechanisms regulated by H3K27 methylation in stem cell aging

Publicly Offered Research

Project AreaEstablishing a new paradigm of the pathogenesis of diseases through the understanding of stem cell aging
Project/Area Number 17H05648
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

岩森 巨樹  九州大学, 農学研究院, 准教授 (70647362)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords幹細胞 / 老化 / 精子幹細胞 / エピジェネティクス / ヒストン脱メチル化酵素 / JMJD3 / UTX / H3K27脱メチル化酵素 / エピジェネティックス
Outline of Annual Research Achievements

精子形成は個体のほぼ一生に渡って継続するが、加齢に伴って繁殖能力は低下する。我々はヒストンH3リジン27(H3K27)脱メチル化制御が幹細胞老化に関与することを見出した。本年度は昨年度までに得られたRNAシークエンスにデータを追加して詳細に解析するとともに、ChIPシークエンス解析および別の遺伝子改変マウスの解析を行った。野生型およびJMJD3欠損CD9陽性精子幹細胞画分のRNAシークエンスを行い、発現変動遺伝子のプロファイリングを詳細に行なったところ、加齢に伴って発現が減少し、老齢のJMJD3欠損マウスでは発現が増加する遺伝子群が同定され、エネルギー代謝に関連する遺伝子群が多く含まれていた。これらの遺伝子群はその発現動態から幹細胞老化に関連することが予想される。また、老齢の野生型およびJMJD3欠損精子幹細胞画分におけるトリメチル化H3K27およびトリメチル化H3K4のChIPシークエンスを行った。一部のデータが精度が低く、データの追加が必要であるが、転写開始点付近に蓄積するH3K27me3の量は加齢とともに減少しており、骨格筋幹細胞よりも造血幹細胞に近いことが示唆されたが、さらに詳細な解析が必要である。また、JMJD3/UTX二重欠損精子幹細胞の解析についてはキャンパス移転の影響で遅延しており、今後行う予定である。一方で、UTX発現誘導マウスを解析したところ、JMJD3欠損マウスで見られたような高頻度の精原細胞断片化は観察されず、精子幹細胞におけるUTXの発現は精子幹細胞の抗老化とは関連がないことが示唆された。今後、JMJD3/UTX二重欠損、UTX発現誘導精子幹細胞の発現遺伝子プロファイルを加えて比較解析し、幹細胞老化メカニズムを明らかにする予定である。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (5 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Washington University School of Medicine(米国)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Univ of Illinois at Urbana-Champaign/Frederick Natl Lab for Cancer Research/Carnegie Mellon University(米国)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Korea Brain Research Institute(韓国)

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  • [Int'l Joint Research] Baylor College of Medicine/University of Illinois Urbana-Champaign/Carnegie Mellon University(米国)

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      2017 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Baylor College of Medicine/Washington University School of Medicine(米国)

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      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Kdm6b regulates context-dependent hematopoietic stem cell self-renewal and leukemogenesis2019

    • Author(s)
      Mallaney Cates、Ostrander Elizabeth L.、Celik Hamza、Kramer Ashley C.、Martens Andrew、Kothari Alok、Koh Won Kyun、Haussler Emily、Iwamori Naoki、Gontarz Paul、Zhang Bo、Challen Grant A.
    • Journal Title

      Leukemia

      Volume: 印刷中 Issue: 10 Pages: 2506-2521

    • DOI

      10.1038/s41375-019-0462-4

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A membrane protein, TMCO5A, has a close relationship with manchette microtubules in rat spermatids during spermiogenesis2019

    • Author(s)
      Kaneko Takane、Minohara Taisuke、Shima Sakurako、Yoshida Kaori、Fukuda Atsuko、Iwamori Naoki、Inai Tetsuichiro、Iida Hiroshi
    • Journal Title

      Molecular Reproduction and Development

      Volume: 86 Issue: 3 Pages: 330-341

    • DOI

      10.1002/mrd.23108

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fasting-induced JMJD3 histone demethylase epigenetically activates mitochondrial fatty acid β-oxidation2018

    • Author(s)
      Seok Sunmi、Kim Young-Chae、Byun Sangwon、Choi Sunge、Xiao Zhen、Iwamori Naoki、Zhang Yang、Wang Chaochen、Ma Jian、Ge Kai、Kemper Byron、Kemper Jongsook Kim
    • Journal Title

      Journal of Clinical Investigation

      Volume: 128 Issue: 7 Pages: 3144-3159

    • DOI

      10.1172/jci97736

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] H3K27脱メチル化酵素による精子幹細胞制御機構の解析2018

    • Author(s)
      島桜子、飯田弘、岩森巨樹
    • Organizer
      日本動物学会第89回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Regulation of Spermatogonial stem cells by H3K27 demethylases.2018

    • Author(s)
      Sakurako Shima, Hiroshi Iida, Naoki Iwamori
    • Organizer
      ISSCR annual meeting 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The role of H3K27 demethylases in the regulation of spermatogonial stem cells2018

    • Author(s)
      Naoki Iwamori, Sakurako Shima, Tokuko Iwamori, Hiroshi Iida
    • Organizer
      第16回幹細胞シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] The role of JMJD3 in the regulation of spermatogonial stem cells2017

    • Author(s)
      Naoki Iwamori, Tokuko Iwamori, Hiroshi Iida
    • Organizer
      ISSCR annual meeting 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The role of JMJD3 in the regulation of intercellular bridge during the fragmentation of spermatogonial cysts.2017

    • Author(s)
      Naoki Iwamori, Tokuko Iwamori, Sakurako Shima, Hiroshi Iida
    • Organizer
      The 4th WCRB
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 精子形成に必須のエピジェ ネティックスプライシング制 御機構2017

    • Author(s)
      岩森 巨樹,冨永 薫, 岩森 督子,大川 恭行, 小野 悦郎, Martin Matzuk,飯田 弘
    • Organizer
      第88回日本動物学会大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ゲノム改変技術の動物学への応用2017

    • Author(s)
      岩森巨樹
    • Organizer
      日本動物学会 中国・四国地区、九州地区 合同研修会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2022-02-28  

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