Regulation of gene expression program in the pluripotent embryos

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Program of totipotency: From decoding to designing
• Project/Area Number: 19H05752
• 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: Aoki Fugaku 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 客員共同研究員 (20175160)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2024-03-31
• Keywords: 遺伝子発現プログラム / 全能性 / ヒストン変異体 / zygotic gene activation

Outline of Final Research Achievements

The gene expression program after fertilization is initiated by the occurrence of minor zygotic gene activation (ZGA) and then followed by major ZGA. In this study, we clarified the mechanism regulating this process. We found that many Dux family genes are expressed soon after fertilization and then regulate the expression of major ZGA genes. The expression of Dux family genes is transient only during minor ZGA. The transition from minor ZGA to major one is regulated by the change in chromatin structure which is caused by the incorporation of H3.1/3.2, histone H3 variants, into chromatin.

Free Research Field

動物育種繁殖学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在、クローン動物やiPS細胞の作製成功により、再プログラム化ということに対して高い関心が寄せられている。すなわち、クローン動物やiPS細胞は現状では作成効率が極めて低く、その原因として再プログラム化がうまく成されていないことが考えられており、その改善に向けた研究が数多く行われている。しかし、再プログラム化を理解するためには、その元となるプログラムを理解することが必須である。そこで、本研究が端緒となり、プログラムの全容が解明されたら、その情報に基づいてリプログラミングが達成されない原因を究明し、その改善に向かうという新たなスキームが生まれるものと期待される。