性染色体上ヒストン脱メチル化酵素により構築される性スペクトラム
Publicly Offered Research
| Project Area | Spectrum of the Sex: a continuity of phenotypes between female and male |
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| Project/Area Number |
20H04927
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
岩森 巨樹 九州大学, 農学研究院, 准教授 (70647362)
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| Project Period (FY) |
2020-11-19 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 性スペクトラム / 性分化 / ヒストン脱メチル化酵素 / 性染色体 / UTX / UTY / ゲノム編集 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では性染色体上ヒストン脱メチル化酵素UTX・UTYの構築するメチル化H3K27スペクトラムと性分化を制御する性スペクトラムとの関係性を明らかにすることを目的とする。そこで、UTXおよびUTYの脱メチル化活性を逆転させメチル化H3K27スペクトラムを撹乱した場合の表現型解析、さらにUTX・UTY標識マウスを用いた局在解析およびメチル化H3K27スペクトラムの異なる領域・細胞の発現遺伝子、エピゲノム解析を行う。以上を統合的に解析・解釈し、メチル化H3K27スペクトラムと性スペクトラムとの相関関係を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
哺乳類の性は性染色体による遺伝的性により決定される。Y染色体にコードされるSRYの持つ精巣分化を誘導する機能により、性が決定されるが、これまでに複数の種、複数の性決定様式においてH3K27メチル化制御が性決定に関与することが知られている。性染色体上にはH3K27脱メチル化酵素UTX・UTYがコードされており、UTYは脱メチル化活性が著しく弱いため、UTX／UTYの脱メチル化活性強度の差が性差構築に関わるという仮説を立てた。本研究ではUTX ／UTYの活性強度の差が生殖腺の性分化に関わるかどうか明らかにすることを目的とした。
まず、UTX／UTYのH3K27脱メチル化活性をそれぞれUTY型／UTX型に変換させるアミノ酸変異を同定した。マウスおよびヒトUTX／UTYのアミノ酸配列の比較とヒトUTXの結晶構造解析の結果を参考にUTX→UTYで1箇所、UTY→UTXで3箇所の候補アミノ酸部位について変異を導入、培養細胞にて活性を検討し、UTX→UTYおよびUTY→UTXのアミノ酸変異を同定した。CRISPR/Cas9により同定したアミノ酸変異を持つ個体を作製し多ところ、X(UTX↓)X、XY(UTY↑)ともに性の転換は見られなかった。興味深いことにX(UTX↓)X(UTX↓)のホモ変異♀では個体の矮小化、短命化が見られた。UTX欠損♀が胎生致死であることから、UTX↓の弱い脱メチル化活性、あるいはUTXの持つ脱メチル化活性非依存的な機能が発生に重要であることが示唆された。一方で、X(UTX↓)X、X(UTX↓)X(UTX↓)、X(UTX↓)Yの胎齢13.5日生殖腺における性分化関連遺伝子の発現を調べたところ、卵巣分化関連遺伝子の発現が変化しており、少なくともUTXが生殖腺の成分化に関与することが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(8 results)
