ゲノム刷込みに関連する哺乳類特異的遺伝子群の個体発生・系統発生における役割

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18GS0315
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 石野 史敏 Tokyo Medical and Dental University, 難治疾患研究所, 教授 (60159754)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石野 知子 (金児 知子) 東海大学, 健康科学部, 教授 (20221757)
• Keywords: 哺乳類の進化 / 胎生・胎盤の進化 / レトロトランスポゾン / ゲノムインプリンティング / 哺乳類特異的ゲノム機能 / 獲得遺伝子(イグザプテーション) / 大進化の分子機構 / エピジェネティク機構の進化

Research Abstract

われわれは哺乳類に特異的なエピジェネティック機構であるゲノムインプリンティングの研究から、胎児期致死に関係する原因インプリント遺伝子としてPeg10とPeg11/Rt11という2つのsushi-ichiレトロトランスポゾン由来の遺伝子を同定した。これらの機能解析の結果、Peg10は胎盤形成に必須であり、Peg11/Rt11は真獣類型の絨毛膜胎盤で母子間の栄養・酸素交換に必須な胎児毛細血管の維持に必須であることを明らかにした。同時に進めていた有袋類や単孔類など他の哺乳類グループの生物間のゲノムの比較解析の結果から、Peg10は真獣類と有袋類のみに、Peg11/Rt11は真獣類にのみ存在する遺伝子であることも明らかになった。
哺乳類にはレトロトランスポゾンに由来した遺伝子群が11個存在しており、われわれは、残る遺伝子もまた、哺乳類の進化に重要な寄与を果たした可能性があると考えている。これを検証し、哺乳類の進化の歴史を詳細に再構成するのが本研究課題である。本計画では、これら遺伝子のノックアウトマウスの体系的解析を進めているが、当該年度では、Sirh7、Sirh3、Sirh11のノックアウトマウスの解析を進めた。さらにSirh4-6、Sirh9のノックアウトマウス作製、Peg10のコンディショナルノックアウトマウスの作製を進めた。その成果として、Sirh7もまた胎盤を構成する細胞系列すべてに影響し、絨毛膜胎盤構造を形成するために必須な遺伝子であることを見いだした。有袋類のゲノム解析から、おそらくSirh7は真獣類特異的な遺伝子であると考えている。レトロトランスポゾン由来の獲得遺伝子による哺乳類の胎盤進化の3番目の例として、哺乳類進化におけるレトロトランスポゾンの重要性を示す証拠を新たに加えることができた。

Research Products

• [Journal Article] ゲノムインプリンティング (2010)
  • Author(s): 石野史敏
  • Journal Title: 炎症と免疫 18 Pages: 109-111
• [Journal Article] Paternal deletion of Meg1/Grb10 DMR causes maternalization of the Meg1/Grb10 cluster in mouse proximal Chromosome 11 leading to severe pre- and postnatal growth retardation (2009)
  • Author(s): Shiura H, Nakamura K, Hikichi T, Hino T, Oda K., Suzuki-Migishima R, Kohda T, Kaneko-Ishino T, Ishino, F.
  • Journal Title: Hum.Mol.Genet. 18 Pages: 1424-1438
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficient production of androgenetic embryos by round spermatid injection (2009)
  • Author(s): Miki H, Hirose M, Ogonuki, N, Inoue K, Kezuka F, Honda A, Mekada K, Hanaki K, Iwafune H, Yoshiki A, Ishino F, Ogura A.
  • Journal Title: Genesis 47 Pages: 155-160
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spinocerebellar Ataxia Type 31 Is Associated with "Inserted" Penta-Nucleotide Repeats Containing(TGGAA)n (2009)
  • Author(s): Sato N, Amino T, Kobayashi K, Asakawa S, Ishiguro T, Tsunemi T, Takahashi M, Matsuura T, Flanigan KM, Iwasaki S, Ishino F, Saito Y, Murayama S, Yoshida M, Hashizume Y, Takahashi Y, Tsuji S, Shimizu N, Toda T, Ishikawa K, Mizusawa, H.
  • Journal Title: Am.J.Hum.Genet. 85 Pages: 544-557
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ゲノム機能解析からみえてきた哺乳類の進化 (2009)
  • Author(s): 石野史敏、金児-石野知子
  • Journal Title: Biophilia 5 Pages: 44-48
• [Journal Article] 哺乳類における胎生の進化とレトロトランスポゾン (2009)
  • Author(s): 金児-石野知子、石野史敏
  • Journal Title: 実験医学 27 Pages: 3080-3086
• [Presentation] Mammalian-specific genes derived from retrotransposons functioning placenta formation (2009)
  • Author(s): Fumitoshi Ishino, Ryuichi Ono, Yoichi Sekita, Shunsuke Suzuki, Mie Naruse, Takashi Kohda, Atsuo Ogura, Kenji Nakamura, Minesuke Yokoyama, Marylin Renfree, Tomoko Kaneko-Ishino
  • Organizer: The 32^<nd> Annual Meeting of the Moleluclar Biology Society of Japan.Workshop : Integrative approaches towards evolutionary studies
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama, Yokohama
  • Year and Date: 20091209-20091212
• [Presentation] The effects of maternal undermutrition on fetal growth (2009)
  • Author(s): Hisako Watanabe, Masahito Irie, Takashi Kohda, Fumitoshi Ishino, Tomoko Kaneko-Ishino
  • Organizer: The 32^<nd> Annual Meeting of the Moleluclar Biology Society of Japan
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama, Yokohama
  • Year and Date: 20091209-20091212
• [Presentation] Analysis on mutant mice exhibiting abnormal methylation in DMR (2009)
  • Author(s): Hirotaka Iwafune, Yuki Yamaguchi, Tomohiro Suzuki, Hiroyasu Furumi, Masakazu Hashimoto, Takashi Kohda, Hideaki Kaneda, Shigeharu Wakana, Toshihiko Shiroishi, Hiroyuki Sasaki, Fumitoshi Ishino
  • Organizer: The 32^<nd> Annual Meeting of the Moleluclar Biology Society of Japan
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama, Yokohama
  • Year and Date: 20091209-20091212
• [Presentation] AntiPeg11/Rtl1, essential antisense RNA of retrotransposon derived gene plays two different roles in mouse development (2009)
  • Author(s): Daisuke Endo, Yoichi Sekita, Tomoko Kaneko-Ishino, Masayo Kagami, Ryuichi Ono, Takashi Kohda, Tsutomu Ogata, Fumitoshi Ishino
  • Organizer: The 32^<nd> Annual Meeting of the Moleluclar Biology Society of Japan
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama, Yokohama
  • Year and Date: 20091209-20091212
• [Presentation] Analysis of retrotransposon-derived genes, Sirh4, Sirh5 and Sirh6 (2009)
  • Author(s): Masayuki, Ishii, Ryuichi Ono, Mie Naruse, Daisuke Endo, Masahito Irie, Hirotaka Iwafune, Takashi Kohda, Tomoko Kaneko-Ishino, Fumitoshi Ishino
  • Organizer: The 32^<nd> Annual Meeting of the Moleluclar Biology Society of Japan
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama, Yokohama
  • Year and Date: 20091209-20091212
• [Presentation] Verification of the imprinting status of retrotransposon-derived Pnma-family genes (2009)
  • Author(s): Sawa Iwasaki, Takashi Kohda, Tomoko Kaneko-Ishino, Fumitoshi Ishino
  • Organizer: The 32^<nd> Annual Meeting of the Moleluclar Biology Society of Japan
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama, Yokohama
  • Year and Date: 20091209-20091212
• [Presentation] The epigenetic shift and random drift of the genome induced by embryo manipulations (2009)
  • Author(s): Takashi Kohda, Kimiko Inoue, Narumi Ogonuki, Sawa Iwasaki, Xijia Xia, Teruhiko Wakayama, Atsuo Ogura, Tomoko Kaneko-Ishino, Fumitoshi Ishino
  • Organizer: The 32^<nd> Annual Meeting of the Moleluclar Biology Society of Japan
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama, Yokohama
  • Year and Date: 20091209-20091212
• [Presentation] The function of retrotransposon-derived gene (2009)
  • Author(s): Ryuichi Ono, Mie Naruse, Kenji Nakamura, Toshiaki HinoDaisuke Endo, Masahito Irie, Hirotaka Iwafune, Masayuki, Ishii, Takako Usami, Takashi Kohda, Atsuo Ogura, Minesuke Yokoyama, Tomoko Kaneko-Ishino, Fumitoshi Ishino
  • Organizer: The 32^<nd> Annual Meeting of the Moleluclar Biology Society of Japan
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama, Yokohama
  • Year and Date: 20091209-20091212
• [Presentation] Retrotransposon-derived Sirh-family genes and mammalian viviparity (2009)
  • Author(s): Mie Naruse, Ryuichi Ono, Yoichi Sekita, Daisuke Endo, Masahito Irie, Hirotaka Iwafune, Masayuki Ishii, Kenji Nakamura, Toshiaki Hino, Takashi Kohda, Minesuke Yokoyama, Tomoko Kaneko-Ishino, Fumitoshi Ishino
  • Organizer: The 32^<nd> Annual Meeting of the Moleluclar Biology Society of Japan
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama, Yokohama
  • Year and Date: 20091209-20091212
• [Presentation] Retorotransposon-derived imprinted genes, Peg10 and Peg11/Rtl1 and their relation to the origin of viviparity in mammals (2009)
  • Author(s): 石野史敏
  • Organizer: From Imprinting to the Epigenome in 25 years
  • Place of Presentation: University of Cambridge, UK
  • Year and Date: 20090904-20090906
• [Presentation] Retorotransposons and trophoblast biology (2009)
  • Author(s): 石野史敏
  • Organizer: Trophoblast Day Meeting
  • Place of Presentation: University of Cambridge, UK
  • Year and Date: 20090714-20090715
• [Presentation] Contribution of Retrotransposons to the Evolution of Genomic Imprinting and Placentation in Mammals (2009)
  • Author(s): Fumitoshi Ishino, Ryuichi Ono, Shunsuke Suzuki, Yoichi Sekita, Mie Naruse, Takashi Kohda, Tomoko Kaneko-Ishino
  • Organizer: The 24^<th> NAITO Conference on Nuclear Dynamics and RNA(II)
  • Place of Presentation: Chateraise Gateaux Kingdom, Sapporo
  • Year and Date: 20090623-20090626
• [Presentation] Retrotramnspopsons and Evolution of Genomic Imprinting and Placentation in Mammals (2009)
  • Author(s): Fumitoshi Ishino, Ryuichi Ono, Shunsuke Suzuki, Yoichi Sekita Mie Naruse, Takashi Kohda, Tomoko Kaneko-Ishino
  • Organizer: Symposium : Epigenetic impacts for differentiation and patterning.The 42^<nd> a Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
  • Place of Presentation: Toki Messe, Niigata
  • Year and Date: 20090528-20090531
• [Presentation] 哺乳類の胎生とゲノムインプリンティングの進化におけるレトロトランスポゾンの役割について (2009)
  • Author(s): 石野史敏
  • Organizer: 北海道大学医学部セミナー
  • Place of Presentation: 北海道大学医学部、札幌
  • Year and Date: 2009-11-05
• [Presentation] ゲノムインプリンティングの起源-そのとき哺乳類ゲノムに何が起きたのか?- (2009)
  • Author(s): 石野史敏、金児-石野知子
  • Organizer: 第82回日本生化学会年会 シンポジウムトランスポゾンとの共生が織りなすゲノムシステムのダイナミクス
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場、神戸
  • Year and Date: 2009-10-14
• [Presentation] 哺乳類の胎生獲得におけるレトロトランスポゾンの寄与 (2009)
  • Author(s): 石野史敏
  • Organizer: 京都大学ウィルス研究所学術講演会
  • Place of Presentation: 芝蘭会館、京都大学
  • Year and Date: 2009-07-10
• [Presentation] レトロトランスポゾンはどのように哺乳類の進化に関わったか?-その Genetic な役割と Epigenetic な役割について- (2009)
  • Author(s): 石野史敏、金児-石野知子
  • Organizer: 第56回日本実験動物学会総会 シンポジウム哺乳動物の発生と進化におけるエピジェネティクスの役割
  • Place of Presentation: 大宮ソニックシティ大宮
  • Year and Date: 2009-05-14
• [Presentation] Epigenetics 研究の topics-哺乳類特異的ゲノム機構とレトロトランスポゾン- (2009)
  • Author(s): 金児-石野知子
  • Organizer: 第50回日本哺乳動物卵子学会シンポジウム生殖に関わる epigenetics の基礎と臨床
  • Place of Presentation: 都市センターホテル東京
  • Year and Date: 2009-05-09
• [Presentation] 哺乳類に特異的に存在するレトロトランスポゾン由来の遺伝子と胎盤形成 (2009)
  • Author(s): 石野史敏、小野竜一、関田洋一、鈴木俊介、金児-石野知子
  • Organizer: 第147回日本獣医学会学術集会ワークショップレトロエレメントのダイナミズム
  • Place of Presentation: 栃木県総合文化センター宇都宮
  • Year and Date: 2009-04-21
• [Remarks]
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/mri/epgn/index.html