X染色体不活化機構を介した核リプログラミングの機構解明とクローンウシ作出の効率化

• Project Area: The germline: its developmental cycle and epigenome network
• Project/Area Number: 23013002
• 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, 准教授 (90390864)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平山 博樹 北海道立総合研究機構, 畜産試験場, 主査 (60390861)
• Project Period (FY): 2011 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥6,400,000 (Direct Cost: ¥6,400,000); Fiscal Year 2012: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2011: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
• Keywords: ウシ / 体細胞クローン / Xist / 遺伝子発現制御 / RNA干渉

Research Abstract

我々は、ウシ体細胞クローン胚においてマウス体細胞クローン胚と同様にXist遺伝子が過剰に発現することを明らかにしており、Xist遺伝子発現動態が哺乳動物に共通した体細胞クローン産子作出のキーファクターである可能性がある。そこでウシ体細胞クローン技術における体細胞核の初期化機構や体細胞クローン胚の異常原因の解明、ウシ体細胞クローン産子作出効率の向上を目的として、RNA干渉法を用いたウシ体細胞クローン胚のXist遺伝子の人為的発現制御技術の確立ならびにXist遺伝子発現抑制がウシ体細胞クローン胚の発生およびエピジェネティクス動態におよぼす影響について解析を進めている。
前年度は、RNA干渉法を用いてウシ体細胞クローン胚のXist発現を人為的に抑制すると、胚盤胞期胚への発生率が有意に増加することを明らかにした。そこで平成24年度は、それらXist遺伝子発現抑制胚におけるOCT-4やFGF4など胚発生に重要な役割をもつ遺伝子群の発現動態の変化を解析するとともに、Xist発現抑制胚をレシピエント雌牛に移植し、産子作出効率を検討した。Xist遺伝子発現を抑制したウシ体細胞クローン胚においては、HPRT、DNMT1およびOCT-4遺伝子のmRNA発現量は通常の体細胞クローン胚と同様にIVF胚と比較して低い値を示した。しかしながら、FGF4発現においては、通常の体細胞クローン胚がIVF胚と比較して有意に低い値を示したのに対し、Xist発現抑制胚においてはFGF4発現が正常化することが明らかとなった。Xist発現抑制胚の産子作出率に関しては、通常の体細胞クローン胚と同様の値を示し、Xist遺伝子の発現抑制はウシ体細胞クローン胚の産子作出効率に影響をおよぼさないことが示された。

Research Products

• [Journal Article] Changes in the expression patterns of the genes involved in the segregation and function of inner cell mass and trophectoderm lineages during porcine preimplantation development. (2013)
  • Author(s): Fujii, T., Sakurai, N., Osaki, T., Iwagami, G., Hirayama, H., Minamihashi, A., Hashizume, T., Sawai, K.
  • Journal Title: Journal of Reproduction and Development Volume: 59 Pages: 151-158
  • NAID: 10031170773
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of downregulating Oct-4 transcript by RNA interference on early development of porcine embryos. (2013)
  • Author(s): Sakurai, N., Fujii, T., Hashizume, T., Sawai, K.
  • Journal Title: Journal of Reproduction and Development Volume: (未定)(印刷中)
  • NAID: 10031195872
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Epigenetic status and full-term development of bovine cloned embryos treated with trichostatin A. (2012)
  • Author(s): Sawai, K., Fujii, T., Hirayama, H., Hashizume, T., Minamihashi, A.
  • Journal Title: Journal of Reproduction and Development Volume: (印刷中)
  • NAID: 10030821159
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ウシ体細胞クローン胚の遺伝子発現制御機構 (2011)
  • Author(s): 澤井健
  • Journal Title: 東北畜産学会報 Volume: 60 Pages: 74-79
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ウシ体細胞クローン胚のエピジェネテイクス特性とその人為的制御 (2013)
  • Author(s): 津井健
  • Organizer: NIAS/NILGS合同シンポジウム「動物生殖技術研究の現状と今後の展望」
  • Place of Presentation: エポカルつくば(茨城県)(招待講演)
  • Year and Date: 2013-02-26
• [Presentation] Xist遺伝子発現を人為的に抑制したウシ体細胞クローン胚の発生およびエピジェネテイクス動態 (2012)
  • Author(s): 澤井健
  • Organizer: 生殖系列の世代サイクルとエピゲノムネツトワーク第5回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都大学医学部芝蘭会館(京都府)
  • Year and Date: 2012-11-21
• [Presentation] ウシ体細胞クローン胚におけるXist遺伝子の人為的発現制御 (2011)
  • Author(s): 澤井健
  • Organizer: 生殖系列の世代サイクルとエピゲノムネットワーク第4回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター(大阪府)
  • Year and Date: 2011-11-18
• [Presentation] Changes in the expression of genes involved in segregation and function of inner cell mass and trophectoderm lineages in porcine embryos (2011)
  • Author(s): Sawai, K., Fujii, T., Osaki, T., Iwagami, G., Hirayama, H., Hashizume, T., Minamihashi, A.
  • Organizer: 2^<nd> World Congress on Reproductive Biology
  • Place of Presentation: ケアンズコンベンショナルセンター(オーストラリア)
  • Year and Date: 2011-10-10
• [Presentation] トリコスタチンAがウシ体細胞核移植胚における組織分化制御遺伝子の発現におよぼす影響 (2011)
  • Author(s): 藤井貴志, 安江香友子, 平山博樹, 南橋昭, 橋爪力, 澤井健
  • Organizer: 第104回日本繁殖生物学会
  • Place of Presentation: いわて県民情報交流センター(岩手県)
  • Year and Date: 2011-09-16
• [Presentation] Regulation mechanisms of gene expression in bovine embryos derived from somatic cell nuclear transfer (2011)
  • Author(s): Sawai, K
  • Organizer: JSPS Japan-Poland Joint Seminar on "Cuttingedge Reproductive Physiology-from gamete to baby-"
  • Place of Presentation: いわて県民情報交流センター(岩手県)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-09-13