クローン胚に特異的なDNA脱メチル化と核リプログラミングの機構解明

• Project Area: The germline: its developmental cycle and epigenome network
• Project/Area Number: 21028001
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Iwate University
• Principal Investigator: 澤井 健 岩手大学, 農学部, 助教 (90390864)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥6,400,000 (Direct Cost: ¥6,400,000); Fiscal Year 2010: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2009: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
• Keywords: ウシ / 体細胞クローン / 初期胚 / エピジェネティクス / 組織分化 / Xist / DNAメチル化 / リアルタイムPCR / ヒストンアセチル化 / トリコスタチンA

Research Abstract

本年度の研究では、ウシIVF胚および体細胞核移植(NTSC)胚の胚盤胞(BC)期および伸長(EL)期における遺伝子発現動態解析により、ウシ胚の組織分化制御遺伝子を明らかにするとともに、ウシNTSC胚の組織分化制御機能を評価した。その結果、ウシIVF胚における内部細胞塊(ICM)および栄養膜細胞(TE)への組織分化制御に、OCT-4、CDX-2、TEAD-4、GATA-3、NANOG、FGF-4遺伝子が関与することが明らかとなった。また、BC期のVivo胚におけるOCT-4、NANOG、FGF-4遺伝子の発現量は、TEと比較してICMで有意(P<0.01-0.05)に高い値を示した。一方、NTSC胚におけるOCT-4、NANOG、FGF-4遺伝子発現量はICMおよびTEともに低く、各組織間に有意な差は認められなかった。また、BC期におけるCDX-2発現量は、Vivo胚ではICMと比較してTEにおいて有意(P<0.01)に高い値を示した。また、NTSC胚ではTEにおけるCDX-2発現量がICMと比較して高い傾向を示したものの、各組織間に有意な差は認められなかった。TEAD-4、GATA-3発現量はBC期胚の由来に関わらず各組織間に有意な差は認められなかったが、両遺伝子ともにVivo胚と比較しNTSC胚において低い値を示した。以上の結果より、ウシNTSC胚においては初期胚の組織分化制御遺伝子の発現に異常がみとめられ、これら遺伝子の発現異常が、NTSC胚の発生異常を引き起こしている可能性が示唆された。さらに本年度は、マウスおよびウシNTSC胚においてX染色体不活化に関わるXist遺伝子の過剰に発現していることを明らかにし、このことがNTSC胚の遺伝子発現の異常原因である可能性を示した。

Research Products

• [Journal Article] DNA methylation status of bovine blastocyst embryos obtained from various procedures. (2011)
  • Author(s): Sawai, K., Takahashi, M., Fujii, T., Moriyasu, S., Hirayama, H., Minamihashi, A., Hashizume, T., Onoe, S.
  • Journal Title: Jour.Reprod.Devel. Volume: (印刷中)
  • NAID: 10028275322
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Aberrant expression patterns of genes involved in segregation of inner cell mass and trophectoderm lineages in bovine embryos derived from somatic cell nuclear transfer. (2010)
  • Author(s): Fujii, T., Moriyasu, S., Hirayama, H., Hashizume, T., Sawai, K.
  • Journal Title: Cellular Reprogramming Volume: 12 Pages: 617-625
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Impeding Xist expression from the active X chromosome improves mouse somatic cell nuclear transfer. (2010)
  • Author(s): Inoue, K., Kohda T., Sugimoto, M., Sado T., Ogonuki, N., Matoba, S., Shiura, H., Ikeda, R., Mochida, K., Fujii, T., Sawai, K., Otte, A.P, Tian, X.C., Yang, X., Ishino, F., Abe, K., Ogura, A.
  • Journal Title: Science Volume: 330 Pages: 496-499
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Changes in the DNA methylation status of bovine embryos from the blastocyst to elongated stage derived from somatic cell nuclear transfer (2010)
  • Author(s): Sawai, K., Takahashi, M., Moriyasu, S., Hirayama, H., Minamihashi, A., Hashizume, T., Onoe, S.
  • Journal Title: Cellular Reprogramming 12 Pages: 15-22
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Aberrant expression patterns of genes involved in segregation of inner cell mass and trophectoderm lineages in bovine embryos derived from somatic cell nuclear transfer. (2010)
  • Author(s): Sawai, K., Fujii, T., Hirayama, H., Minamihashi, A.
  • Organizer: International Symposium on "Epigenome Network, Development and Reprogramming of Germ Cells"
  • Place of Presentation: 九州大学医学部(福岡県)
  • Year and Date: 2010-11-23
• [Presentation] ウシ体細胞クローン胚における組織分化制御遺伝子の発現動態 (2010)
  • Author(s): 藤井貴志, 平山博樹, 森安悟, 橋爪力, 澤井健
  • Organizer: 第103回日本繁殖生物学会
  • Place of Presentation: 北里大学獣医学部(青森県)
  • Year and Date: 2010-09-02
• [Presentation] トリコスタチンAがウシ体細胞核移植胚の遺伝子発現およびヒストン修飾におよぼす影響 (2009)
  • Author(s): 澤井健, 大崎翔, 藤井貴志, 橋爪力, 平山博樹, 森安悟
  • Organizer: 第102回日本繁殖生物学会
  • Place of Presentation: 近畿大学農学部(奈良県)
  • Year and Date: 2009-09-11
• [Presentation] ウシ体細胞クローン胚の遺伝子発現とその制御機構 (2009)
  • Author(s): 澤井健
  • Organizer: 第147回日本獣医学会学術集会
  • Place of Presentation: 栃木県総合文化センター(栃木県)
  • Year and Date: 2009-04-02