ショウジョウバエを用いた精子形成で働くエピゲノム制御因子の同定とネットワーク解明

• Project Area: The germline: its developmental cycle and epigenome network
• Project/Area Number: 21028011
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 山口 政光 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (00182460)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 喜博 京都工芸繊維大学, 昆虫バイオメディカル教育研究センター, 准教授 (90201938)
• 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: 生体生命情報学 / 生物・生体工学 / 昆虫 / エピゲノム / 遺伝子 / エピジェネティックス / 遺伝学 / 発生学

Research Abstract

哺乳類の生殖系列細胞の発生・分化においてエピジェネティックな制御が重要な役割を果たしている。その制御機構の全体像を把握するのには、関連する制御因子の同定ど因子間のネットワークを解明することが必須である。体制の複雑な哺乳類において精子形成を細胞レベルで解析したり、複数の分子間の相互作用を明らかにすることは容易ではない。本研究の目的は、遺伝学的相互作用をもとに制御因子間のネットワークを明らかにすることが比較的容易であるショウジョウバエをモデル生物として用いて、雄における減数分裂遺伝子の発現制御ならびに精子核の凝縮に必須なエピジェネティックス制御因子を同定し、それらの制御ネットワークを解明することにある。
1.エピジェネティク制御による減数分裂特異的遺伝子の発現調節:ショウジョウバエのヒストンメチル化関連酵素dG9aに特異的な抗体を用いた免疫染色法を行った結果、dG9aはカヌー期初期には核内に局在するが他の精子形成過程では主に細胞質に局在することがわかった。
2.精子形成過程におけるエピジェネティックス制御因子の役割:減数分裂期から成熟精子まで、核内のヒストンH3K9のモノメチル化、ジメチル化、トリメチル化シグナルのいずれもが核内で検出された。これらのシグナルはdG9a突然変異系統では減少しなかった。一方SU(VAR)3-9変異系統では、H3K9のモノメチル化シグナルが減少し、DmSETDB1変異系統ではモノメチル化とトリメチル化シグナルが減少することが明らかになった。しかしながらこれらのメチル化シグナルの減少は、精母細胞での染色体分離には影響を与えないことが明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] Identification of nuclear localization signals of Drosophila G9a histone H3 methyltransferase (2011)
  • Author(s): Kato, Y., Ushijima, Y., Yamaguchi, M.
  • Journal Title: Cell Struct.Funct. Volume: 36 Pages: 121-129
  • NAID: 130004137567
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Syntrophin-2 is required for eye development in Drosophila (2010)
  • Author(s): Nagai, R., Hashimoto, R., Tanaka, Y., Taguchi, O., Sato, M., Matsukage, A., Yamaguchi, M.
  • Journal Title: Exp.Cell Res. Volume: 316 Pages: 272-285
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Role of DREF in transcriptional regulation of the Drosophila p53 gene (2010)
  • Author(s): Tue, N.T., Thao, D.T.P., Yamaguchi, M.
  • Journal Title: Oncogene Volume: 29 Pages: 2060-2069
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ショウジョウバエの胚発生におけるG9aの機能及びヒストン修飾の解析 (2010)
  • Author(s): 小西貴大、田中伸太朗、牛島悠太、加藤容子、木村宏、山口政光
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
  • Year and Date: 2010-12-08
• [Presentation] ショウジョウバエの精子形成過程におけるdG9aの機能及びヒストン修飾の解析 (2010)
  • Author(s): 牛島悠太、北澤大志、井上喜博、木村宏、山口政光
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
  • Year and Date: 2010-12-08
• [Presentation] ショウジョウバエの胚発生におけるG9aの機能及びヒストン修飾の解析 (2009)
  • Author(s): 小西貴大、牛島悠太、加藤容子、木村宏、山口政光
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜、神奈川県
  • Year and Date: 2009-12-12
• [Presentation] ショウジョウバエの精子形成過程におけるG9aの機能及びヒストン修飾の解析 (2009)
  • Author(s): 牛島悠太、小西貴大、北澤大志、木村宏、井上喜博、山口政光
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜、神奈川県
  • Year and Date: 2009-12-12
• [Presentation] Dynamic changes in distribution of histone methyltransferase G9a and methylated histone H3 durin Drosophila embryogenesis (2009)
  • Author(s): Ushijima Y., Kato Y., Konishi, T., Kimura H., Yamaguchi M.
  • Organizer: CSHL meeting on Eukaryotic DNA replication and genome maintenance
  • Place of Presentation: 米国・コールドスプリングハーバー研究所
  • Year and Date: 2009-09-03
• [Remarks]
  • URL: http://www.bio.kit.ac.jp/chromosome/INDEX.html