獲得形質の遺伝メカニズム

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K15053
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 本道 栄一 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (30271745)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大松 勉 東京農工大学, 農学部, 講師 (60455392)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: エピジェネティクス / TEI

Outline of Annual Research Achievements

獲得形質の遺伝メカニズムを調査する本研究の2016年度の課題は、体細胞と生殖細胞間の情報伝達をエクソソームが媒介していることを明らかにすることである。そこでまず、インスリノーマ細胞株を用いて、実際に損傷を受けた膵beta細胞がインスリン関連遺伝子を含んだエクソソームを分泌するかどうかについて検討した。インスリノーマ細胞培養液にストレプトゾトシンを添加し、経時的に培養上清中のエクソソームを回収し、エクソソーム中のインスリン関連遺伝子RNA量を計測した（qPCR)。すると、前研究（科研費挑戦的萌芽　低重力環境で起こりうる次世代の形態・機能変化とその分子基盤）で明らかとなった、ストレプトゾトシン投与で引き起こした実験的糖尿病マウスの血中で上昇するエクソソームRNAと同様の結果が得られた。この結果は異なる系統間で見られることから、マウスでのtransgenerational epigenetic inheritanceで一般的に働くしくみである可能性が示唆された。次に、マウスの精巣の器官培養に取り組み、それに成功した。さらに、上述のインスリノーマ細胞培養液（ストレプトゾトシン投与）から抽出したエクソソームを、精巣の器官培養（ICRマウス由来）上清中に添加し、生殖細胞中のインスリン関連遺伝子CpG island領域のシトシンメチル化を誘発するかどうかの検討を行った。事前に、器官培養のみ、およびICRマウス生体より摘出した精巣を用いて、過去の報告にある（PNAS 111(5))、ICRマウスのインスリン関連遺伝子CpGアイランド領域のシトシンメチル化の状態と比較した。驚いたことに同系統でも全く異なる結果となった。我々のICR系統は、購入後、10数年クローズドコロニーとして飼育し、外から別のコロニーの個体を入れていない。これが、同ICR系統でのCpGメチル化の違いを生んだものと思われた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

過去の報告（PNAS 111(5))と申請者の結果が非常に異なったことから、同様の結果、すなわち正常マウスのインスリン関連遺伝子群のうちCpGアイランドのメチル化の程度が低い遺伝子を選定する作業が増えたものの、難しい問題ではない。

Strategy for Future Research Activity

我々のマウスの血中で変化するインスリン関連のエクソソームＲＮＡに一致する遺伝子を選定し、バイサルファイトシーケンシングによる確認を行い、前述の作業をクリアする。

Causes of Carryover

前述のように、エクソソームRNAを蛍光標識する前に行わなければならない作業が発生したため、蛍光標識キットの一部を購入しなかったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

蛍光標識キット全体を購入する。