母性mRNAの分解に着目したゲノムリプログラミングの調節機構の解明

• Project Area: Analyses and regulation of germline epigenome
• Project/Area Number: 26112507
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 青木 不学 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (20175160)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2015: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2014: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: ゲノムリプログラミング / 卵 / 初期胚 / 受精卵 / リプログラミング / Fbxw

Outline of Annual Research Achievements

本研究においては、ゲノムリプログラミングを調節するメカニズムとして、クロマチン構造に関わるヒストン修飾や変異体のクロマチンへの取り込みを調節する因子が受精後に急速に消失することがその１つの要因であり、そのような因子をコードする母性mRNAは受精後に急速に分解されていると考えた。そこで、受精後に急速に分解される母性mRNAに着目することでリプログラムに関わる因子を探索し、その作用機序を解析することでゲノムリプログラミングのメカニズムを明らかにすることを計画した。
前年度に、受精後にmRNAが急激に分解される遺伝子として、Fbxwファミリーを発見した。そこで、本年度はFbxwファミリーの機能を調べるため、Fbxwファミリーに共通な配列に対するsiRNAを作成し、これを成長期卵に顕微注入した。その結果、Fbxwファミリーのすべてを同時にノックダウンすることができた。このFbxwファミリーがノックダウンされた卵をin vitroで培養し、hCG添加で減数分裂の再開を誘導したところ、卵核胞崩壊には異常が見られなかったが、第1減数分裂中期で減数分裂が停止した。したがって、Fbxwファミリーは、減数分裂の進行に必須な遺伝子であることが示唆された。
また、前年度に受精後にmRNAが急激に分解される遺伝子を探索したが、本年度はこれをさらに発展させて減数分裂再開後に急激にmRNAが分解される遺伝子の解析を行い、前年度の結果と合わせて母性mRNAの分解パターンについて詳細な解析を行った。その結果、減数分裂再開後と受精後で異なる分解制御機構が存在することが分かり、特に受精後はmRNAの3’UTRの配列依存に機能するメカニズムが機能していることが示唆された

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ(米国)
• [Int'l Joint Research] Acad. of Sci. of the Czech Republic(チェコ)
• [Int'l Joint Research] Zagreb University(Croatia)
• [Journal Article] The first murine zygotic transcription is promiscuous and uncoupled from splicing and 3' processing. (2015)
  • Author(s): Abe, K., Yamamoto, R., Franke, V., Cao, M., Suzuki, Y., Suzuki, M.G., Vlahovicek, K., Svoboda, P., Schultz, R.M. and Aoki, F.
  • Journal Title: EMBO J. Volume: 34 Issue: 11 Pages: 1523-1537
  • DOI: 10.15252/embj.201490648
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Involvement of histone H2B monoubiquitination in the regulation of mouse preimplantation development (2015)
  • Author(s): Ooga M, Suzuki MG , Aoki F.
  • Journal Title: Journal of Reproduction and Development Volume: 61 Issue: 3 Pages: 179-184
  • DOI: 10.1262/jrd.2014-137
  • NAID: 130005077733
  • ISSN: 0916-8818, 1348-4400
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Involvement of histone H2B mono-ubiquitination in the regulation of mouse preimplantation development. (2015)
  • Author(s): Ooga M, Suzuki MG & Aoki F
  • Journal Title: J. Reprod. Dev. Volume: 未定
  • NAID: 130005077733
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Involvement of histone variants replacement in the genome remodeling after fertilization. (2016)
  • Author(s): Aoki, F.
  • Organizer: Joint Symposium on Integrated Biosciences between Zhejiang University and The University of Tokyo
  • Place of Presentation: Hangzhou (Chaina)
  • Year and Date: 2016-03-15
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 全能性とは？ (2015)
  • Author(s): 青木不学
  • Organizer: 第38回分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-12-01
  • Invited
• [Presentation] Fluorescence Recovery After Photobleaching (FRAP)法によるマウス着床前初期胚のクロマチン構造の解析 (2014)
  • Author(s): 大我正敏、橋本聖、フルコバヘレナ、青木不学
  • Organizer: 107回日本繁殖生物学会
  • Place of Presentation: 帯広畜産大学（帯広市）
  • Year and Date: 2014-08-21 – 2014-08-24
• [Presentation] 受精前後におけるエピジェネティック・リプログラミングについて (2014)
  • Author(s): 青木不学
  • Organizer: 第20回ART FORUM
  • Place of Presentation: ハイアットリージェンシー東京（東京都新宿区）
  • Year and Date: 2014-07-31
  • Invited