Epigenomic regulation and its role in mechanisms of infertility

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K09543
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56030:Urology-related
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: Tomizawa Shinichi 横浜市立大学, 医学部, 講師 (00704628)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: エピジェネティクス / 生殖細胞 / 精子形成 / 幹細胞 / ヒストン修飾

Outline of Final Research Achievements

This study aims to understand infertility mechanisms from an epigenetic perspective. Histone modifications are crucial for correct germ cell development. For example, the loss of one of the histone methyltransferases, KMT2B, causes impaired differentiation of spermatogonial stem cells. In this study, to unveil the effect of KMT2B in more detail, knockout mice for two genes targeted by KMT2B, i.e., Tsga8 and Wfdc15a, were analyzed. We found that both of these genes are crucial for spermatogenesis after the round spermatid stage. Therefore, we conclude that KMT2B not only regulates spermatogonial stem cell differentiation but also affects later spermatogenesis through epigenomic regulation.

Free Research Field

分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

男性不妊は不妊症全体の約半数に関与している。ところが、男性不妊の大きな原因となる精子形成不全の発症機序の多くは未解明である。また、エピゲノムの異常がもたらす精子形成への影響は極めて複雑であり、研究途上である。
ヒストン修飾酵素KMT2Bは精子幹細胞において約1000個の遺伝子の発現を制御し、KMT2Bの欠損は精子幹細胞分化の障害を引き起こすことがわかっていたが、その詳細はほとんど明らかではなかった。本研究ではKMT2Bが構築するエピゲノムの詳細と、その制御下にある遺伝子が精子形成に与える影響を明らかにしたもので、不妊症の分子レベルの理解に寄与するものである。