雄性生殖細胞におけるエピゲノムの成立機構と、その次世代に及ぼす影響

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K16141
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 北 加奈子 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (60813631)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: エピジェネティクス / de novo DNA メチル化 / レトロトランスポゾン / マウス精子形成 / PIWIファミリータンパク

Outline of Annual Research Achievements

最終年度では、MIWI2との結合タンパクとして新たに同定したCNOT1(CCR4-NOT　transcription complex subunit 1)の胎仔期雄性生殖細胞における機能解析を主に行なった。生殖細胞特異的Cnot1コンディショナルノックアウトマウスを作製するために、共同研究先である、山本雅先生（沖縄科学技術大学院大学(OIST)）より、Cnot1(Fl/Fl)マウスの譲渡を受け、そのマウスと、Tnap-Creマウスとを交配し、コンディショナルノックアウトマウス[Cnot1(Fl/Fl), Tnap-Cre]を作製し、種々の実験を行った。予備的成果として、CNOT1コンディショナルノックアウト雄マウスでは、胎仔期雄性生殖細胞において、レトロトランスポゾン領域、特にLINE-1のde novo DNAメチル化の低下が認められた。また、piRNAの産生量も著しく減少しており、特にMILI結合piRNAの発現低下が認められた。また、この変異マウスでは、piRNA前駆体の発現量の低下も認められた。一方で、Cnot1コンディショナルノックアウト雄マウスは野生型と比較して、精子数が有意に少ない、交配テストの結果から不妊である、ことが認められた。
研究期間全体としては、期間内に、MIWI2との結合タンパクであるMORC3のpiRNA依存的なde novo DNAメチル化機構における役割を示した学術論文をScientific Reports 誌に申請者を筆頭執筆者に発表することができた。概要としては、MORC3は、piRNA生産経路の最初の段階である、piRNA前駆体の転写を正の方向に制御しており、その結果、全体的なpiRNA生産機構、レトロトランスポゾン領域におけるde novo DNAメチル化の獲得機構に関与していることが分かった。
以上のことから、研究期間内において、順調に実験を遂行することができたと考えられる。