2016 Fiscal Year Research-status Report
ヒストン脱メチル化酵素Kdm2aによる精原幹細胞の分化制御機構の解明
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15K18386
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小沢 学 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (80608787)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 精原幹細胞 / 精子形成 / エピジェネティクス / 精巣 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
哺乳動物の生殖細胞の発生過程において、ヒストンのエピジェネティックな修飾が著しく変動することが知られている。加えて、ヒストン修飾を制御する因子をノックアウト（KO）したマウスの多くが不妊の表現型を示すことから、生殖細胞の正常な発生においてヒストン修飾が極めて重要な役割を果たしていることが明らかである。我々はヒストンH3K4/H3K36の脱メチル化酵素であるKdm2aの精子形成における機能を明らかにすることを目的として、生殖細胞特異的Kdm2a KO（Kdm2a cKO)マウスを作成しその解析を行った。その結果、Kdm2a cKOマウスの精巣上体に精子形成がほとんど存在せず、精子形成に重篤な異常が生じていることが明らかになった。そこで、フローサイトメーターを用いて精細胞の分化を解析したところ、Kdm2a cKOマウスでは精原幹細胞を含む未分化精原細胞は野生型と同程度存在するのに対し、分化型精原細胞の出現が著しく抑制されていることが明らかになった。さらに、Kdm2a cKOマウスの精原細胞におけるトランスクリプトームをマイクロアレイで解析したところ、精子形成や減数分裂に関与する遺伝子群の発現が有意に低下することが明らかとなった。この発言低下する遺伝子群の中から、精原細胞の分化に重要な役割を果たすことが知られているmTORCのシグナルに着目して解析を行ったところ、Kdm2a cKO精原細胞ではmTORCの抑制因子であるREDD1の発現亢進ならびにmTORC活性の低下が起こっていること、およびRedd1遺伝子のプロモーター領域でH3K4のメチル化が亢進していることを明らかにした。このことから、Kdm2a欠損に起因した精子形成不全は、mTORCの抑制による精原細胞の分化異常によることが強く示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度に計画した表現型解析は、計画通りの成果を上げることが出来ている。一方で、培養精原幹細胞の増殖速度が想定よりも遅かったため、大量のサンプルを必要とするChIPの解析が予定より遅れる結果になった。
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| Strategy for Future Research Activity |
ChIPの解析を速やかに行うとともに、これまでに得らているせいかと合わせて論文を作成し公表する。
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| Causes of Carryover |
当初計画していた次世代シーケンサー解析に必要な量のサンプルを確保できなかったため、この解析に必要な費用を次年度に繰り越した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
サンプリングした細胞を用いてChIPを行うとともに、データの解析をすすめる。
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[Journal Article] Cell-Type-Specific Alternative Splicing Governs Cell Fate in the Developing Cerebral Cortex.2016
Author(s)
Zhang X, Chen H, Wu X, Kodani A, Fan J, Doan R, Ozawa M, Ma J, Yoshida N, Reiter JF, Black DL, Kharchenko PV, Sharp PA, Walsh CA.
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Journal Title
Cell
Volume: 166
Pages: 1147-1162
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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