2019 Fiscal Year Research-status Report
Analysis of epigenome infertiity mechanism by the state-of-art single cell and ultrtrace histone modification methods
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19KK0183
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
大保 和之 横浜市立大学, 医学研究科, 教授 (70250751)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
富澤 信一 横浜市立大学, 医学部, 講師 (00704628)
鈴木 絢子 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 特任准教授 (00770348)
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| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2023-03-31
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| Keywords | 生殖細胞 / 幹細胞 / エピゲノム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒストンやDNAの化学修飾を変えることにより、遺伝子群の発現制御を行うエピゲノムの異常による不妊の原因探索研究を行う。精子幹細胞を対象にした研究(日本側)を遂行するにあたり、卵子のエピゲノム研究と微量サンプルのエピゲノム解析を専門とする英国のグループと、エピジェネティクスの視点からの受精後の発生研究や、発生工学的手法に長けているドイツのグループからの支援を受けながら、リアルタイムの情報交換を行う形で共同研究を遂行している。まずドイツのグループがもつ、H3K4のメチル化酵素遺伝子欠損マウスの中から、これまで報告がない未分化精原細胞に異常を呈するものを探索している。また、一般に精子幹細胞と呼ばれている細胞集団は、幹細胞から不可逆な分化開始に至るまでの細胞が含まれ、不均一か均一か議論が伯仲している。そこで、シングルセル解析を行って、その実態解明の研究を、現在遂行中である。特に、１個の細胞から、同時にmRNA発現、DNAメチル化、クロマチン-アクセシビリティの3種類の情報を取得するマルチオミックス・シングルセル解析法(scNMT法)を開発した英国のグループと国際共同研究を行っているが、これらの手法は日進月歩であるため、最新の改良バージョンの手法を取り入れる必要がある。また、得られた生データのデータ解析の部分が非常に重要であり、経験が豊富な英国側のグループからの指導、アドバイスが必須である。これにより、遺伝子発現前に起こるクロマチンレベルでの段階的分化準備状況と、遺伝子の動き出しを時系列に解析し、未分化細胞を亜集団に分類することが可能である。
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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
コロナ感染の英国、ドイツでの拡大により、一部の予定は延期となった。
1. ドイツ国との共同研究
検索候補分子のうち、一つについて先行して解析を進めることができた。予定した通りに、ドイツの共同研究先において、この分子の成体におけるノックアウトマウスを用い、ノックアウト後、経時的に追跡しながら標本を採取してもらい、研究代表者に標本を送付、日本において組織学的に解析した。その結果、経時的に、精細管の一部の生殖細胞が減少し、空になる精細管が認められた。その結果から、この分子は、今後の重要な解析対象分子であると判断している。初年度に解析するための標本作成を行う予定であった他のノックアウトマウスの精巣は、コロナ感染によるロックアウトにより、次年度目に行うこととなった。
2. 英国との共同研究
初年度は、幸い渡航の計画がなかったため、予定通り、これまでのシングルセル解析についての、結果の解釈や、改善点のディスカッションを、webを介して行うとともに、次年度目に向けた方向性の確認を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
コロナ感染の各国における推移により、今後の予定が大きく変更となる可能性があるが、以下の様な予定を立てている。
1. ドイツ国との共同研究：初年度で明らかとなったゲノム修飾酵素欠損マウスの解析を進めるために、状況が許せば渡独し、精巣より細胞株樹立、解析試料の採取を行う予定である。また、コロナ感染の問題で、残り3つの遺伝子改変マウスのコロニーの回復を行ってもらい、目的遺伝子の欠損した精巣解析試料を作採取し、その組織学的解析用標本（ブロック）を先方が作成し日本に送付、日本側で我々が、詳細な組織学的解析を行う。これにより、さらに新規の解析候補を探索する。
2 英国との共同研究：英国側の共同研究者が、研究代表者らとの共同研究で得た王立協会の予算にて、９月に来日予定であり、より具体的なデータ解析手法の情報交換、研究の方向性の情報交換、新規シングルセル解析手法のアップデートを行う。さらに、状況が許せば渡英し、現地でアップデートされた新規シングルセル解析手法の技術取得を行うとともに、実際の実験も行い、この新規手法の解析に慣れたチームと研究を進める。
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| Causes of Carryover |
少額であるため、支払いに適当な物品が無かったため。
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Research Products
(3 results)
