2018 Fiscal Year Research-status Report
Establishment of the chromatin state in gonadal development
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18K06926
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| Research Institution | National Center for Child Health and Development |
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Principal Investigator |
福井 由宇子 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 分子内分泌研究部, (非)研究員 (50342639)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹内 隆 鳥取大学, 医学部, 教授 (70197268)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | クロマチン / 転写制御 / 性分化疾患 / Polycomb / Jarid2 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
分化細胞核ではダイナミックなクロマチン構造変換が起きる。Polycomb Group (PcG) 遺伝子は、この分子過程における主要なクロマチン制御因子である。本研究課題では、生殖腺形成マスター遺伝子を制御することが明らかな唯一のPcGメンバーCbx2 (M33)、ならびにPcGと共役するクロマチン構成因子Jarid2 (Jumonji)に焦点をあてる。これらクロマチン構成因子の生殖腺形成過程における標的ゲノム領域クロマチン構造とその構築過程を明らかにする。同時に機能欠失マウスの遺伝学的解析により、標的ゲノム領域におけるこれらクロマチン構成因子相互作用の検証を個体レベルでおこなう。得られた知見をもとに、ヒト性分化疾患disorders of sex development (DSD)におけるこれら因子の変異解析をおこない、疾患発症分子機序の解明につなげる。初年度にあたる2018年度は、本研究課題で最も時間を要するマウス性分化・生殖腺分化過程におけるCbx2・Jarid2の遺伝学的相互作用の解析から着手した。Jarid2-floxはExon2欠失はin frame変異であることから、Creマウス交配によりJarid2機能が失われるかを検証する必要があった。Jarid2-floxに研究代表者が検証済みの受精卵発現性Creラインを交配し、null型の表現系を確認するための準備を整えた。一方、性分化疾患ゲノム解析はCbx2については解析を終了した。1名の性分化疾患患者に病原性の比較的高い変異が認められたが、NR5A1病原性ヘテロ変異も持っていることから、今後in silico 解析など病原性検討を進める。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
①マウス性分化・生殖腺分化過程におけるCbx2・Jarid2の遺伝学的相互作用の解析
Jarid2 null KOマウスは心臓の初期形成異常により胎生10.5日以降胎生致死あるいは異常胚となり生殖腺分化過程の解析は不可能であることから、null型Jarid2・Cbx2 double KOでは解析不能である。本研究課題ではJarid2-flox/+マウスを用い胎児生殖腺を解析する。
Jarid2-flox/+は研究分担者が、本研究課題開始前に共同研究にて作成を進めてきていた。本研究課題では研究分担者共同研究者（理研・千葉大学）との共同研究ベースのMTAを取り交わし、研究分担者が保有するJarid2-flox/+マウスは、鳥取大学動物実験施設の協力のもと凍結精子を作成、系統保存を行なった。凍結精子は国立成育医療研究センターに液体窒素下で輸送した。本実験に先立ち、デザインされたExon2欠失はin frame変異であることから、Jarid2-floxにCreマウス交配によりJarid2機能が失われるかを検証する必要があった。Jarid2-floxに研究代表者が検証済みの受精卵発現性Creラインを交配し、null型の表現系を確認するための準備を整えた。
②性分化疾患ゲノム解析
約150名のDSD患者のDNA検体（国立成育医療研究センター深見研究室所有・研究代表所属）を用いて、CBX2の変異を次世代シークエンサー解析により検索した。1名の性分化疾患患者に病原性の比較的高い変異が認められたが、NR5A1病原性ヘテロ変異も持っていることから、今後in silico 解析など病原性検討を進める。
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| Strategy for Future Research Activity |
2年度目の2019年度以降は以下の実験を行う予定である。
①マウス性分化・生殖腺分化過程におけるCbx2・Jarid2の遺伝学的相互作用の解析：Jarid2-flox/flox、受精卵発現性Creラインを用いたJarid2-flox/floxラインの検証を国立成育医療研究センターにて行う。さらに生殖腺特異的Creラインを導入して交配解析を行う。
②性分化疾患ゲノム解析：約150名のDSD患者のDNA検体JARID2変異を次世代シークエンサー解析により検索する。
③性分化・生殖腺分化過程におけるCbx2・Jarid2標的ゲノム領域の比較解析：クロマチン因子Cbx2およびJarid2のゲノム集積領域との比較解析のために、マウス胎児期生殖腺を用いた標的領域（Nr5a1, Lhx9, Gadd45g等) におけるChIP解析を行なう。Cbx2抗体 (Guinea Pig, 自作) および市販Jarid2抗体を用いる。
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| Causes of Carryover |
2018年度予定のマウスライン購入が2019年度にずれ込んだ。2019年度に計画通り使用する。
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Research Products
(7 results)
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[Presentation] Multifocal and multifaceted genomic crisis leading to highly complex chromosomal rearrangements in a boy with congenital disorders2019
Author(s)
Atsushi Hattori, Kohji Okamura, Yumiko Terada, Rika Tanaka, Yuko Katoh-Fukui, Yoichi Matsubara, Keiko Matsubara, Masayo Kagami, Reiko Horikawa, and Maki Fukami
Organizer
The Pediatric Academic Societies Meeting, Baltimore, MD
Int'l Joint Research
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