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生殖細胞の減数分裂に伴うゲノム制御転換とシグナル応答のシステム解析

Publicly Offered Research

Project AreaThe physicochemical field for genetic activities
Project/Area Number 23114706
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

中馬 新一郎  京都大学, 再生医科学研究所, 准教授 (20378889)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000)
Fiscal Year 2012: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2011: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Keywords減数分裂 / ゲノム / 組み換え / 生殖細胞 / シグナル伝達 / 発生
Outline of Annual Research Achievements

生殖幹細胞株の減数分裂移行はRARによる転写制御を介するがRAは生体ではpleiotropicな効果を示し例えば生殖細胞への分化能を持つ多能性幹細胞であるES細胞株では神経分化を誘導する。我々は生殖幹細胞のヒストンH3トリメチル化修飾、RNA pol II、RAR等のChIP-seq解析を進め、生殖幹細胞株とES細胞株の比較によりオープンなクロマチン修飾が両者で極めて類似していること、生殖幹細胞株のH3トリメチル化のbivalent修飾はES細胞と同様に初期発生で働く遺伝子群が占めること、RARは両細胞でターゲットが明瞭に異なり生殖幹細胞株では減数分裂遺伝子群に結合すること等が明らかとなった。減数分裂誘導に伴うRNA発現 の変化をマイクロアレイにより調べ上述のエピゲノム修飾等と共に変化する遺伝子群をクラスタリングしプロモーター/エンハンサー領域に共通するシスエレメントのde novoモチーフ抽出を行い哺乳類ゲノム相同性およびシスエレメント間の共起を組み入れた推定により複数の機能候補因子を同定した。一方、nanoLC-MS/MSを用いたoffline-mudpitによるショットガン質量分析により核動態の変化について包括的プロテオームデータの取得を進めた。特に核、クロマチン分画、部位特異的解析について密度勾配、pH、塩濃度、デタージェント、ヌクレアーゼ、超音波破砕等の各種条件を検討すると共に蛋白質複合体の解離を防ぐ為に質量分析を阻害せずターゲット特異性の高いcleavable クロスリンカーを用いる実験条件を定めた。これらの研究により哺乳類の減数分裂誘導の初期過程における分子メカニズム解明へ向けた重要な研究成果を得ると共に新たな実験手法の開発を進める事が出来た。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] piRNA and spermatogenesis in mice2013

    • Author(s)
      Chuma S, Nakano T
    • Journal Title

      Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci

      Volume: in press

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] GPAT2, a Mitochondrial Acyltransferase, in piRNA Biogenesis in Germline Stem Cells.2013

    • Author(s)
      Shiromoto Y, Kuramochi-Miyagawa S, Daiba A, Chuma S, Katanaya A, ......... Nakano T
    • Journal Title

      RNA

      Volume: in press

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Role for Fkbp6 and the Chaperone Machinery in piRNA Amplification and Transposon Silencing2012

    • Author(s)
      Xiol J, Cora E, Koglgruber R, Chuma S, Subramanian S, Hosokawa M, Reuter M, Yang Z, Berninger P, Palencia A, Benes V, Penninger J, Sachidanandam R, Pillai RS
    • Journal Title

      Mol Cell

      Volume: 47 Pages: 970-979

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Human PSF concentrates DNA and stimulates duplex capture in DMC1-mediated homologous pairing2012

    • Author(s)
      Morozumi Y, Ino R, Takaku M, Hosokawa M, Chuma S, Kurumizaka H.
    • Journal Title

      Nucleic Acids Res

      Volume: 40 Pages: 3031-3041

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Human PSF concentrates DNA and stimulates duplex capture in DMC1-mediated homologous pairing2011

    • Author(s)
      Morozumi Y, et al
    • Journal Title

      Nucleic Acids Res

      Volume: 40 Issue: 7 Pages: 3031-3041

    • DOI

      10.1093/nar/gkr1229

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Tudor domain containing 7 (Tdrd7) is essential for dynamic ribonucleoprotein (RNP) remodeling of chromatoid bodies during spermatogenesis2011

    • Author(s)
      Tanaka T, et al
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci USA

      Volume: 108 Issue: 26 Pages: 10579-10584

    • DOI

      10.1073/pnas.1015447108

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Miwi catalysis is required for piRNA amplification-independent LINE1 transposon silencing2011

    • Author(s)
      Reuter M, et al
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 480 Issue: 7376 Pages: 264-267

    • DOI

      10.1038/nature10672

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Mammalian tudor related genes in the male germline2011

    • Author(s)
      Chuma S
    • Organizer
      44th meeting of society for the study of reproduction
    • Place of Presentation
      Portland, USA(招待講演)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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