Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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。
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。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results, Open Access: 1 results) Presentation (2 results)
PLOS ONE
Volume: 16(6) Issue: 6 Pages: e0253897-e0253897
10.1371/journal.pone.0253897
Zoological Science
Volume: 38 (6) Issue: 6 Pages: 531-543
10.2108/zs210046
210000169031
月刊細胞
Volume: 53 Pages: 62-66
40022799117
Molecular Reproduction and Development
Volume: 87 Issue: 7 Pages: 808-818
10.1002/mrd.23396
Biology of Reproduction
Volume: 0 Issue: 5 Pages: 1134-1144
10.1093/biolre/ioaa017
