2023 Fiscal Year Research-status Report
脊椎動物におけるglobal DNAメチル化の機能の解明
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21K06013
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中村 遼平 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (30756458)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | DNAメチル化 / 脊椎動物 / 初期胚 / ヒストン修飾 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
DNAのメチル化(特にシトシンのメチル化)は植物、菌類、動物に広く見られるエピジェネティック修飾の一つであるが、生物種によってその機能やゲノム上の分布が異なる。脊椎動物は遺伝子のプロモーターなどを除くほとんどのゲノム領域がメチル化を受けるglobalメチル化というメチル化パターンを持つ。このglobalメチル化は脊椎動物種に特有のメチル化パターンであるが、その機能は明らかになっていない。その原因としてはDNAメチル化を除去する実験が困難であったことなどが挙げられる。本研究では、メダカ受精卵においてDNAメチル化を完全に除去できる独自の実験系によって脊椎動物におけるglobalメチル化の機能を明らかにすることを目的とした。特に、発生初期胚においてDNAメチル化を除去した場合の転写やクロマチン状態への影響を記載する。これまでに、DNAメチル化除去によって活性型ヒストン修飾パターンが大きく変化することを見出した。当該年度では、クロマチンの３次元構造の変化を解析した。その結果、脊椎動物のクロマチン構造の一つであるコンパートメント構造が大きく変化していることを発見した。この構造変化は活性型ヒストン修飾パターンの変化と強く相関していた。以上から、Globalメチル化は活性型ヒストン修飾を介してコンパートメント構造形成に寄与していることが示唆された。一方で、ヒストンのアセチル化のパターンを変化させてもコンパートメント構造は変化しないことも明らかになった。
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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
DNAメチル化阻害胚において、クロマチン３次元構造が変化していることがわかり、globalメチル化の機能として新規の知見を明らかにできた。
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| Strategy for Future Research Activity |
DNAメチル化除去によるヒストン修飾変化とクロマチン３次元構造変化の関係をより詳細に解析し、両者が変化するメカニズムを明らかにすることを目指す。そのために、DNAメチル化除去とは別の方法によるヒストン修飾変化を起こし、３次元構造変化を解析する。
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| Causes of Carryover |
2022年度において当初の予定よりも実験条件の検討などが効率よく進み、使用する消耗品などが少なかったため次年度使用額が生じたが、2023年度はほぼ当初の予定通り使用したため、2022年度以前の使用予定分が次年度使用額となった。本年度ではクロマチン３次元構造とヒストン修飾の関係を解析する予定であり、シークエンス関連の消耗品に使用する。
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