2019 Fiscal Year Research-status Report
ヒストン修飾クロストークを介した、生殖細胞運命を規定するエピゲノム動態の解明
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17KK0185
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
望月 研太郎 東北大学, 医学系研究科, 大学院非常勤講師 (20633499)
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| Project Period (FY) |
2018 – 2020
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| Keywords | 始原生殖細胞 / エピブラスト / ヒストン修飾 / クロストーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生物は生殖細胞と体細胞とから構成される。ヒトを含む哺乳動物では、生殖細胞が唯一、精子または卵子を形成した後に、受精を経て世代の継承を保証する。生殖細胞の異常は不妊や子孫が持つ様々な疾患の原因となる。マウスの生殖細胞は、胎仔発生初期の胎齢7日頃に未分化な細胞塊エピブラストの一部から、40個程度の始原生殖細胞(Primordial germ cell; PGC)として出現する。本研究では、研究代表者がこれまでに同定した複数の酵素が調節するヒストン修飾間ならびにDNAメチル化を含めた他のエピジェネティック修飾やクロマチンリモデリング因子・転写制御因子とのクロストーク（ある分子・経路が作用するときに他の分子・経路と影響し合うこと）を明らかにし、そのアウトプットとして起こるマウス始原生殖細胞(PGC)および生殖細胞の発生分化の遺伝子・内在性レトロエレメントの発現制御システムを、サンプル細胞数の制限を克服して、in vitro（試験管内）およびin vivo(生体内)で包括的に解明する。PGC発生分化は生殖細胞発生の初発段階に位置することから、そこで機能するヒストン修飾クロストークは、後の段階のエピゲノム基盤の構築に関わり、減数分裂や精子・卵子形成、受精、個体発生にも大きな役割を担う可能性が高い。したがって、本研究はヒトを含めた哺乳動物の生殖細胞の発生分化および世代継承サイクルのメカニズムの定性的・定量的な理解に大きく貢献できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究の要となる超微量細胞サンプルからのクロマチン免疫沈降シークエンス(ChIP-seq)技術を、in vivo(生体内)のエピブラスト/始原生殖細胞(PGC)に最適化するための条件検討に時間を要したため。また、一部のノックアウトマウス胚から十分量のエピブラスト/PGCを得ることが困難であったため。
一方で、in vitro(試験管内)のエピブラスト様細胞/PGC様細胞を用いた効率的なノックアウト解析から、複数種のヒストンメチル化、ヒストンユビキチン化、DNAメチル化ならびに転写制御因子の間において、興味深いクロストークを確認したため、研究の主軸をそちらに移しつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
各遺伝子のKOによる遺伝子および内在性レトロエレメントの発現変動を調べる。RNAシークエンス(RNA-seq)によるトランスクリプトーム解析を行い、KOと野生型との比較から、発現変動遺伝子を抽出する。既に得たクロマチン免疫沈降シークエンス(ChIP-seq)と統合して、各クロストークによって発現が制御され得る遺伝子群を絞り込み、さらにパスウェイ解析を行い、顕著に濃縮される分子経路を特定する。
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Research Products
(1 results)
