2019 Fiscal Year Annual Research Report
Improvement of Somatic Cell Nuclear Transfer technology by Epigenome-editing
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16H06146
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
的場 章悟 国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 専任研究員 (20585202)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 体細胞核移植 / クローン / ヒストン修飾 / ゲノムインプリンティング / エピゲノム編集 / H3K27me3 / Slc38a4 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
体細胞核移植法では体細胞核のエピゲノムを初期化し、クローン個体を作り出すことができるが、その効率は非常に低く未完成の技術である。これまでの申請者らの研究から、クローン胚の発生異常は、ドナー体細胞に存在するヒストン修飾の一種であるH3K9me3、および核移植後のXist 遺伝子の過剰発現が大きな原因であることが分かっていた。そこでこれらのエピゲノム異常をエピゲノム編集技術によって同時に補正したところ、クローン個体の作出効率が大幅に改善したが、まだその効率は正常な受精個体と比べると半分以下であった。また、クローン胚で必ずみられる胎盤の過形成という異常も補正されなかった。そこで、詳細なトランスクリプトームおよびエピゲノム解析からクローン胚に存在する新たなエピゲノム異常を発見した。具体的には、ヒストン修飾（H3K27m3）依存的なインプリンティング遺伝子が、クローン胚ではインプリンティング情報を失って両アレルから発現していることを発見した。H3K27me3の異常をエピゲノム編集で補正する技術はアレル特異的な編集を伴うことから、現時点では非常に難しいと判断し、ゲノムレベルでの補正を試みた。令和元年度は、H3K27me3依存的なインプリンティング遺伝子の一つであるSlc38a4遺伝子について、新規にノックアウトマウスを作出し、解析した。Slc38a4の父方ノックアウトマウスは、胎盤および胎児が重度の低形成を示した（Matoba et al, PNAS, 2019）。ただし、Slc38a4のヘテロノックアウトマウスの体細胞を用いても、クローン胚の発生効率や胎盤の異常は改善されなかった。以上の結果から、クローン胚の異常をさらに改善するには、Slc38a4だけではなく、複数のインプリンティング遺伝子を同時に補正することが必要であることが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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