2022 Fiscal Year Research-status Report
The role of histone modification in bovine skeletal muscle altered by nutrition during fetal life
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22K05963
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
室谷 進 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 畜産研究部門, 連携調整・専門役等 (50355062)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 貴文 鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 教授 (70294907)
大島 一郎 鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 准教授 (60465466)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 代謝プログラミング / ウシ / ヒストン修飾 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、代謝プログラミング研究のために栄養条件を通常の120％（高栄養区：HN）または60％（低栄養区：LN）に設定した飼養条件下の黒毛和種妊娠牛の胎子を分析対象としている。これまでに各♂4頭の飼養条件区の間において、重量に差が生じた胎子骨格筋（最長筋）では、多くの遺伝子の発現とともに代謝物の含量に有意な差が認められている。本課題では、低栄養区の胎齢8.5ヵ月の胎子において遺伝子発現調節を制御するヒストン修飾がどのように変化しているかを調べることを目的としている。ヒストン修飾には遺伝子発現に及ぼす制御の違いによる複数のタイプがある。そこで今回は、転写活性化に作用する修飾様式H3K4me3が牛胎子骨格筋ゲノム上のどの遺伝子で増加または低下するかを調べ、ヒストン修飾が代謝プログラミングでどのような意義を持つのかを明らかにすることを目的としている。このために、最長筋より抽出したゲノムDNAを用い、ChIP-seq法によりヒストン修飾について網羅的に解析した。ChIP-seqの結果、H3K4me3の修飾を受けた遺伝子領域として、総計26,986のピーク領域にアノテーションが付与された。LN胎子において、数種のオートファジー関連遺伝子、脂質代謝および糖代謝等に関わる遺伝子のプロモータ領域にH3K4me3の有意な変化があることが判明した。LN胎子における骨格筋の成長遅滞には、これらの遺伝子群におけるH3K4me3の変化が関与する可能性が示唆された。H3K4me3は遺伝子の転写活性化に関与することが知られており、これらの遺伝子群の転写活性化が変化すると考えられる。
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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
当初計画に示したヒストン修飾についての網羅的な解析が滞りなく進んだため。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの解析で、H3K4me3の修飾に変化が明らかになったLN胎子の遺伝子群に注目し、遺伝子オントロジーやパスウェイ解析を行う。これによりヒストン修飾のため発現活性化が考えられる遺伝子群が関与する細胞生物学的現象や遺伝子活性化カスケードを明らかにする。また、個々の対象遺伝子の発現について、マイクロアレイ解析またはPCRにより調べる。さらに、可能であれば代謝プログラミングの影響受けると考えられる関連臓器の一つ、肝臓についてもヒストン修飾の解析を進める。
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| Causes of Carryover |
ヒストン修飾解析の際の次世代シーケンシングおよび解析作業について、委託を予定した業者と異なる外部機関に発注し、経費を相当分抑制することができたため、当該年度残余分が生じた。これを次年度分に加え、転写抑制に働くヒストン修飾の抗体を使用したChIP-seqの実施を検討する。
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