胎盤幹細胞を用いた胎盤進化プロセスと哺乳類特異的ゲノムインプリント機構の解析

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20017003
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 有馬 隆博 Tohoku University, 未来医工学治療開発センター, 准教授 (80253532)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河野 友宏 東京農業大学, 応用生物科学部, 教授 (80153485)
• Keywords: ゲノムインプリンテング / 胎盤幹(TS)細胞 / アレル特異的メチル化領域 / 比較ゲノム / メチル化

Research Abstract

本研究では、哺乳類特異的なゲノムインプリンティング(Gl)と哺乳類の進化の関連性を解明するため、胎盤形成に焦点をあて、網羅的なGl遺伝子とその機構について、比較ゲノム解析を行った。(1)マウス胎盤幹(TS)細胞を用いた網羅的Gl領域の検索:雄由来ゲノム(雄核発生胚)と雌由来ゲノム(雌核発生胚)TS細胞と精子ゲノムで、whole genome-tiling arrayとCHIP on chipを組み合わせ網羅的Gl領域(アレル特異的メチル化領域)(DMR)の検索。抗体は、抗メチルシトシン抗体。既知のDMRを含め、およそ300のDMRの候補領域をスクリーニング。うち、一つは新規のDMRで、精子でメチル化を獲得し、受精以降も維持。精子でメチル化を受けるGl領域は少なく、これまでにわずか3領域。周辺の遺伝子Zdbf2およびGpr1が組織特異性の新規Gl遺伝子。(2)ヒト組織におけるGl調節領域の保存性に関する検討:ヒトZDBF2、GPR1でGlを受けていること、ヒトDMRを確認。ヒト、マウスDMRの塩基配列は類似。本法は、組織特異性のあるGl遺伝子の検索に優れた方法。さらに、複数の候補DMRがあり、今後さらに新しいDMRとGl遺伝子の単離が期待される。(3)胎盤組織構築の異なる動物間のGI機構の進化:哺乳類特異的なゲノム機能であるGlと哺乳類の進化の関連性を解明するため、異種動物間のGl遺伝子とその分子機構について、比較ゲノム解析。ブタ生殖細胞と体細胞を用い、GPR1-ZDBF2,KCNQOT1のDMRを同定。有袋類には、3種類のGl遺伝子しか報告がない。有袋類ではKCNQOT1はGlを受けない。この結果は、哺乳類の進化(胎盤の進化)と伴にDMRの数が増加し、Glが増加することを示唆する結果であると推測された。

Research Products

• [Journal Article] Silencing of the imprinted Cdknlc gene in stem cells (2010)
  • Author(s): Wood MD, Hiura H, Tunster SJ, Arima T, Shin J-Y, Higgins MJ, John RM.
  • Journal Title: Epigenetics (未定, in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A tripartite paternally methylated region within the Gprl-Zdbf2 imprinted domain on mouse chromosome 1 identified by meDIP-on-chip (2010)
  • Author(s): Hiura H, Sugawara A, Ogawa H, John RM, Miyauchi N, Miyanari Y, Horiike T, Li Y, Yaegashi N, Sasaki H, Kono T, Arima T.
  • Journal Title: Nucleic Acids Research (未定, in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Developmental ability of trophoblast stem cells in uniparental mouse embryos (2009)
  • Author(s): Ogawa H, Shindo N, Kumagai T, Usami Y, Shikanai M, Jonwn K, Fukuda A, Kawahara M, Sotomaru Y, Tanaka S, Arima T, Kono T.
  • Journal Title: Placenta 30 Pages: 448-456
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] DNA methylation errors at imprinted loci after assisted conception originate in the parental sperm (2009)
  • Author(s): Kobayashi H, Hiura H, John R, Sato A, Otsu,E, Kobayashi N, Suzuki R, Suzuki F, Hayashi C, Utsunomiya T, Yaegashi N, Arima T.
  • Journal Title: Euro J Human Genet 12 Pages: 1582-1592
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Epigenetics in reproduction (2010)
  • Author(s): 有馬隆博, 宇津宮隆史
  • Organizer: Asia Pacific Initiative on Reproduction(ASPIRE 2010)
  • Place of Presentation: Pattaya, Thailand
  • Year and Date: 2010-04-10
• [Presentation] Genome-wide screening of imprinted genes by meDIP-on-chip (2009)
  • Author(s): 有馬隆博
  • Organizer: International symposium of NM-GCOE
  • Place of Presentation: Sendai, Japan
  • Year and Date: 2009-12-07
• [Presentation] ART出生児と小児癌に関する多施設共同コーホート研究調査 (2009)
  • Author(s): 有馬隆博
  • Organizer: 第51回日本小児がん学会総会・学術講演会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-11-27
• [Presentation] ヒト未熟卵体外成熟培養(IVM)の妊娠率と出生児のメチル化インプリントの評価 (2009)
  • Author(s): 佐藤晶子、大津英子、有馬隆博、宇津宮隆史
  • Organizer: 第54回 日本生殖医学会総会 学術集会
  • Place of Presentation: 石川
  • Year and Date: 2009-10-22
• [Presentation] ヒト未熟卵体外成熟培養(IVM)の妊娠率と出生児のメチル化インプリントの評価 (2009)
  • Author(s): 佐藤晶子、大津英子、有馬隆博、宇津宮隆史
  • Organizer: 第27回 日本受精着床学会総会・学術講演会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2009-08-06