始原生殖細胞におけるエピゲノムリプログラミングが保証する生命機能の同定

• Project Area: The germline: its developmental cycle and epigenome network
• Project/Area Number: 23013021
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kwansei Gakuin University
• Principal Investigator: 関 由行 関西学院大学, 理工学部, 専任講師 (20435655)
• 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: 始原生殖細胞 / DNAメチル化 / DNMT3B / 発生・再生 / エピゲノム / 生殖細胞

Research Abstract

DNAメチル化などの後成的化学修飾が細胞の遺伝子発現パターンを確立・維持し、細胞運命は決定・維持される。胚発生過程においてDNAメチル化酵素であるDNMT3A/3Bの働きにより、ゲノム全体のメチル化レベルが上昇するが、卵・精子の元になる始原生殖細胞では、DNMT3A/3Bの発現が特異的に抑制される。本研究では、始原生殖細胞特異的なDnmt3bの発現抑制の生理機能を解明するために、始原生殖細胞でDnmt3bを人為的に発現させるマウスの作製および解析を行った。
恒常的に発現するCAGGSプロモーターでloxp-DsRed-終止コドン-loxp-Dnmt3b1を発現させるトランスジェニックマウスと、形成期の始原生殖細胞で発現するBlimp1の発現制御下の下流にCreリコンビナーゼを挿入したトランスジェニックマウスを交配し、Dnmt3b高発現始原生殖細胞の挙動を追跡した。その結果、野生型始原生殖細胞は胎生8.5に胚において120個程度存在していたのに対して、二重トランスジェニック胚では始原生殖細胞が30個程度しか観察されなかった。この結果は、始原生殖細胞特異的なDnmt3bの発現抑制が、始原生殖細胞の初期分化に必須であることを示している。現在、ES細胞から始原生殖細胞へのin vitro分化誘導系を用いて、始原生殖細胞の形成・初期分化を制御する遺伝子カスケードとDnmt3bの発現抑制の階層性の理解を試みている。

Research Products

• [Journal Article] Effects of Dppa3 on DNA Methylation Dynamics During Primordial Germ Cell Development in Mice. (2013)
  • Author(s): Seki Y, Nakashima H
  • Journal Title: Biology of Reproduction Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Serum-mediated transgenerational effects on sperm : Evidence for lamarckian inheritance? (2013)
  • Author(s): Seki, Y.
  • Journal Title: Hepatology Volume: 57(4) Pages: 1663-1665
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Locus- and domain-dependent control of DNA methylation at mouse B1 retrotransposons during male germ cell development (2011)
  • Author(s): Seki Y, Ichiyanagi K
  • Journal Title: Genome Research Volume: 21 Pages: 2058-2066
  • Peer Reviewed
• [Presentation] PRDM14 promotes active demethylation through the base excision repair pathway. (2012)
  • Author(s): 関由行
  • Organizer: 58^<th>/60^<th> NIBB Conference
  • Place of Presentation: 岡崎コンファレンスセンター(愛知)
  • Year and Date: 2012-07-17
• [Presentation] PRDM14による塩基除去修復を介した能動的脱メチル化機構の解明 (2012)
  • Author(s): 関由行
  • Organizer: 第6回 日本エピジェネティクス研究会
  • Place of Presentation: 学術総合センター(東京)
  • Year and Date: 2012-05-14
• [Presentation] 始原生殖細胞によるエピゲノム変異の修復とその異常 (2011)
  • Author(s): 関由行
  • Organizer: 日本環境変異原学会第40回大会
  • Place of Presentation: 学術総合センター(東京都)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-11-21
• [Presentation] PRDM14によるDNA脱メチル化機構の解明 (2011)
  • Author(s): 海老邦昭、関由行
  • Organizer: 第5回日本エピジェネティクス研究会
  • Place of Presentation: KKRホテル熊本
  • Year and Date: 2011-05-19
• [Remarks]
  • URL: http://sci-tech.kac.kwansei.ac.jp/~seki/Seki_Lab..html
• [Remarks]
  • URL: http://sci-tech.ksc.kwansei.ac.jp/~seki/Seki_Lab..html
• [Patent(Industrial Property Rights)] DNA脱メチル化誘導法及びその用途 (2011)
  • Inventor(s): 関由行
  • Industrial Property Rights Holder: 学校法人関西学院
  • Industrial Property Number: 2011-251004
  • Filing Date: 2011-11-16