The role of testis-specific histone H3t in chromosome higher-order structure

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06452
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 42040:Laboratory animal science-related
• Research Institution: Asahikawa Medical College
• Principal Investigator: Ueda Jun 旭川医科大学, 医学部, 准教授 (80450394)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 精子形成 / クロマチン / エピジェネティクス / 男性不妊症 / ヒストンバリアント / ヒストン・コード

Outline of Final Research Achievements

Many eukaryotes including humans, undergo meiosis during the process of gametogenesis and acquire genetic diversity. We have previously shown that testis-specific histone variant H3t is essential for spermatogenesis, and loss of H3t gene results in azoospermia (Ueda et al., Cell Reports, 2017). In this study, we aimed to clarify the function of H3t in higher-order chromosomal structure and succeeded in identifying molecules that bind more strongly to post-translationally modified H3t than that of canonical histone H3.1/H3.2 (Cheng et al., eLife, 2020). Moreover, together with embryologists working at infertility clinics, we have published a review article, discussing the importance of performing ICSI with real-time measurement of sperm head morphologies (Itoi et al., Zygote, 2021).

Free Research Field

生殖生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

翻訳後修飾されたH3tにより強く結合する分子を同定できたことは、エピジェネティクスの階層性を理解する上で意義は大きい。一方で、抗H3t抗体では詳細な解析が技術的に困難であることも同時に明らかとなった。また、バリアント同士のアミノ酸配列が非常に似通っているため、質量分析でも区別できないことも判明した。これらの諸問題を解決するため、我々は新規モデルマウスの開発を行った。期間内に開発したマウスの結果を発表することはできなかったが、次に繋がる成果になったものと考えている。今後はこのマウスを用いて、精巣を用いたH3tの生化学的解析を行い、H3tの機能の本質に迫っていけるものと考えている。