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2012 Fiscal Year Annual Research Report

PRDM14による塩基除去修復を介した能動的脱メチル化機構の解明

Research Project

Project/Area Number 24681040
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Research InstitutionKwansei Gakuin University

Principal Investigator

関 由行  関西学院大学, 理工学部, 専任講師 (20435655)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2016-03-31
KeywordsDNA脱メチル化 / PRDM14 / 塩基除去修復 / TET
Research Abstract

生殖細胞は次世代へ遺伝情報だけではなく、環境により可逆的に変化するDNAメチル化などのエピゲノム情報も次世代へ伝達するが、卵・精子の元になる始原生殖細胞においてDNAメチル化の大部分は一旦消去される。したがって、始原生殖細胞によるエピゲノム消去機構が次世代へ伝わるエピゲノム情報の選別を行っていると考えられるが、その分子機構は不明な点が多く残されている。本研究では、始原生殖細胞特異的に発現するPrdm14によるDNA脱メチル化機構の解明を行った。
まず、ES細胞においてドキシサイクリンの添加でPrdm14を発現するドキシサイクリン誘導性Prdm14発現Es細胞(iP14Es細胞)の樹立を行った。ドキシサイクリン添加後、PRDMI4の標的脱メチル化領域のメチルシトシン(5mC)およびヒドロキシメチルシトシン(5hmC)の動態を解析したところ、5hmCが一過的に増加した直後に5mCが減少することが明らかとなった。また、PRDM14によるDNA脱メチル化に、5mCから5hmCの変換を誘導するTETタンパク及び塩基除去修復経路の構成因子であるチミンDNAグリコシラーゼ(TDG)が関与しているか否か検証するために、Tet1/2KDおよびTdgKDES細胞にPrdm14を誘導的に発現させ、メチル化解析を行った。その結果、PRDM14によるDNA脱メチル化は、Tet1/2KDおよびTdgKDで顕著に抑制されたことから、PRDM14はTET-塩基除去修復経路を介して能動的脱メチル化を誘導することが明らかとなった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初予定していた仮説をすべて裏付ける実験結果が得られたため。

Strategy for Future Research Activity

PRDM14がTET-塩基除去修復経路を促進してDNA脱メチル化を誘導することが分かったため、今後はどのような分子機構でこの経路を促進しているか解明する必要がある。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

当初予定していた次世代シーケンサーを用いた実験を次年度行うことに変更したため、未使用額が発生した。繰越金は次年度の次世代シーケンサー委託費用にあてる予定である。また、DNA脱メチル化誘導活性に必要なPRDM14の機能ドメインの同定とPRDM14の相互作用因子の同定を行い、それぞれの結果を有機的に解釈し、PRDM14によるDNA脱メチル化誘導機構の動作原理を解明する。

  • Research Products

    (5 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Effects of Dppa3 0n DNA Methylation Dynamics During Primordial Germ Cell Development in Mice.2013

    • Author(s)
      Seki Y, Nakashima H
    • Journal Title

      Biology of Reproduction

      Volume: (印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Serum-mediated transgenerational effects on sperm: Evidence for lamarckian inheritance?2013

    • Author(s)
      Seki, Y.
    • Journal Title

      Hepatology

      Volume: 57(4) Pages: 1663-1665

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] PRDM14 promotes active demethylation through the base excision repair pathway2012

    • Author(s)
      関由行
    • Organizer
      58^<th>/60^<th> NIBB Conference
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター(愛知)
    • Year and Date
      2012-07-17
  • [Presentation] PRDM14による塩基除去修復を介した能動的脱メチル化機構の解明2012

    • Author(s)
      関由行
    • Organizer
      第6回 日本エピジェネティクス研究会
    • Place of Presentation
      学術総合センター(東京)
    • Year and Date
      2012-05-14
  • [Remarks] HP

    • URL

      http://sci-tech.ksc.kwansei.ac.jp/~Seki_Lab..html

URL: 

Published: 2014-07-16  

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