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2014 Fiscal Year Annual Research Report

エピゲノムの維持と破綻のメカニズム

Research Project

Project/Area Number 25291078
Research InstitutionKinki University

Principal Investigator

佐渡 敬  近畿大学, 農学部, 教授 (70321601)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsエピジェネティクス / クロマチン
Outline of Annual Research Achievements

胚発生過程で,いったんは不活性化されるX染色体が発生の進行とともに再活性化されてしまうSmchd1-/-のメス胚では,エピジェネティック制御の維持機構が損なわれていると予想されたが,前年度のまでに行った免疫染色によるヒストン修飾の解析では,SmcHD1欠損胚線維芽細胞(MEF)と野生型のMEFとの間に有意な差は見いだされなかった.しかし,不活性X染色体の特徴の一つであるS期後期に限定されるDNA複製について調べたところ,SmcHD1欠損MEFでは60-70%の細胞で2本のX染色体がいずれも典型的な活性X染色体の複製パターンを示していた.これが,不活性X染色体の再活性化の原因か結果は不明であるが,SmcHD1の欠損が引き起こす表現型の一つと考えられた.
SmcHD1欠損が招く再活性化の程度を詳細に解析するため,不活性化されるX染色体が一方に限定されるよう細工するとともに,2本のX染色体を塩基多型で区別できる亜種間雑種の胚を得て, それらからMEFを作製しRNA-seqを行った.また,ヒストン修飾については免疫染色ではSmcHD1欠損MEFを特徴づけるような異常は見出されなかったので,クロマチンのレベルの詳細な解析を行うために共同研究によりChIP-seqに着手した.さらに,複製タイミングの異常の詳細については,当初考えていた高速シーケンサーを用いた解析ではなくマイクロアレイを用いた解析に変更し,準備を進めている.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

RNA-seqやChIP-seqの解析は,これまでのところ大まかな解析にとどまっているが,共同研究者の努力によって解析プログラムも徐々に改善されてきたので,間もなく詳細な差異までを見出せるようになることが見込まれる.複製タイミングに関するマイクロアレイの解析も,現在共同研究者の協力を得て準備を進めている段階であるが,最初の結果は数か月のうちに得られるものと期待できる.

Strategy for Future Research Activity

SmcHD1欠損が招くクロマチンの異常と不活性X染色体の再活性化の程度について,ヒストン修飾やSmcHD1およびこれと相互作用する因子に着目したChIP-seqとRNA-seqの解析をできるだけ早い段階でまとめ上げる.
これまでのSmcHD1欠損胚におけるX染色体連鎖遺伝子の発現解析は,いったん不活性化を開始したX染色体が安定な不活性状態を確立できていないことを示唆している.しかし,実際には変異胚が野生型同様にX染色体不活性化を開始しているのか,十分に検討できていない.これは,エピブラスト系列の細胞で不活性化が開始される時期には,まだSmcHD1欠損ホモ接合体と野生型の区別がつかず,解析できていないためである.そこで,SmcHD1欠損ホモ接合体のメスES細胞を樹立し,その分化誘導過程で起こると予想されるX染色体不活性化の様子を野生型ES細胞の場合と比較し,SmcHD1欠損胚でもいったんは不活性化が開始されているか検討する.
さらに,これまでの解析はSmcHD1欠損ホモ接合体の胚及びこれに由来するMEFを用いた解析であるので,X染色体不活性化の開始,確立,維持のいずれのプロセスにおいてもSmcHD1を欠いていた影響を見ているものと解釈できる.そこで,X染色体不活性化が一旦確立し,安定に維持されている細胞でSmcHD1を欠失させ,その影響についてX染色体連鎖遺伝子の発現,染色体複製に着目し,解析を行う.これらの解析により,クロマチン機能の質的変化の維持にSmcHD1とその共役因子がどのような役割を果たしているか理解する.

Causes of Carryover

4-7月はもっぱら研究室立ち上げ準備に時間を割く結果となり,今年度の本格的な研究と物品購入が夏以降となったため.また,8月に移動したマウスの繁殖に手間取り,時間を要しているため,飼育ケージ等の購入数が当初の予想を下回った.

Expenditure Plan for Carryover Budget

SmcHD1欠損MEFを用いて,RNA-seq,ChIP-seq,マイクロアレイ解析を行うので,その試薬購入に多くの費用を要する.また,マウスの飼育数の増大に伴い,ケージ等の購入に充てる.

  • Research Products

    (16 results)

All 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (14 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Current view of the potential roles of proteins enriched on the inactive X chromosome.2014

    • Author(s)
      Nakajima, T., Sado, T.
    • Journal Title

      Genes Genet. Syst.

      Volume: 89 Pages: 151-157

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1266/ggs.89.151

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] X chromosome reactivation dynamics reveal stages of reprogramming to pluripotency.2014

    • Author(s)
      Pasque, V., Tchieu, J., Karnik, R., Uyeda, M., Sadhu Dimashkie, A., Case, D., Papp, B., Bonora, G., Patel, S., Ho, R., Schmidt, R., McKee, R., Sado, T., Tada, T., Meissner, A., Plath, K.
    • Journal Title

      Cell

      Volume: 159 Pages: 1681-1697

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2014.11.040

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] アリル特異的ChIP-seq法によるマウス不活性X染色体のクロマチン動態の解明2014

    • Author(s)
      長尾恒治,柴田幸子,野澤竜介,木村 宏,佐渡 敬,小布施力史
    • Organizer
      第37回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神奈川(パシフィコ横浜)
    • Year and Date
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [Presentation] ZFP57による単アレル性遺伝子発現の制御機構2014

    • Author(s)
      大石裕晃,鵜木元香,福田 渓,佐渡 敬,佐々木裕之
    • Organizer
      第37回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神奈川(パシフィコ横浜)
    • Year and Date
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [Presentation] ほ乳類X染色体のヘテロクロマチン化機構の理解へ向けて2014

    • Author(s)
      佐渡 敬
    • Organizer
      第1回北陸エピジェネティクス研究会
    • Place of Presentation
      石川(金沢大学)
    • Year and Date
      2014-11-18
    • Invited
  • [Presentation] 変異Xist RNAがつくるヘテロクロマチン様構造の詳細2014

    • Author(s)
      酒田祐佳,保木裕子,佐々木裕之,佐渡 敬
    • Organizer
      ークショップ「マウス遺伝学が牽引する最先端生命科学」,日本遺伝学会第86回大会
    • Place of Presentation
      滋賀(長浜バイオ大学)
    • Year and Date
      2014-09-19
    • Invited
  • [Presentation] Xist RNAの核内係留に寄与する領域の探索2014

    • Author(s)
      千木雄太,佐々木裕之,佐渡 敬
    • Organizer
      日本遺伝学会第86回大会
    • Place of Presentation
      滋賀(長浜バイオ大学)
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [Presentation] 部分的機能欠損XistアレルによるX染色体不活性化の異常2014

    • Author(s)
      中島達郎,保木裕子,佐々木裕之,佐渡 敬
    • Organizer
      日本遺伝学会第86回大会
    • Place of Presentation
      滋賀(長浜バイオ大学)
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [Presentation] SmcHD1機能欠損マウス胚におけるX染色体不活性化2014

    • Author(s)
      榊原祐樹,佐々木裕之,Marnie Blewitt,佐渡 敬
    • Organizer
      日本遺伝学会第86回大会
    • Place of Presentation
      滋賀(長浜バイオ大学)
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [Presentation] ZFP57による単アレル性遺伝子発現の制御機構2014

    • Author(s)
      大石裕晃,鵜木元香,福田 渓,佐渡 敬,佐々木裕之
    • Organizer
      日本遺伝学会第86回大会
    • Place of Presentation
      滋賀(長浜バイオ大学)
    • Year and Date
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [Presentation] 部分的機能欠損XistアレルによるX染色体不活性化の異常2014

    • Author(s)
      中島達郎,保木裕子,佐々木裕之,佐渡 敬
    • Organizer
      第8回日本エピジェネティクス研究会年会
    • Place of Presentation
      東京(東京大学)
    • Year and Date
      2014-05-25 – 2014-05-27
  • [Presentation] 変異Xist RNAがもたらすX染色体クロマチンドメインの変化2014

    • Author(s)
      酒田祐佳,保木裕子,佐々木裕之,佐渡 敬
    • Organizer
      第8回日本エピジェネティクス研究会年会
    • Place of Presentation
      東京(東京大学)
    • Year and Date
      2014-05-25 – 2014-05-27
  • [Presentation] Xist RNAの輸送制御機構解明へ向けた系の確立2014

    • Author(s)
      千木雄太,佐々木裕之,佐渡 敬
    • Organizer
      第8回日本エピジェネティクス研究会年会
    • Place of Presentation
      東京(東京大学)
    • Year and Date
      2014-05-25 – 2014-05-27
  • [Presentation] ヒトおよびマウスにおける不活性X染色体凝縮機構2014

    • Author(s)
      小布施力史,長尾恒治,野澤竜介,磯部真也,佐渡 敬,木村 宏
    • Organizer
      第8回日本エピジェネティクス研究会年会
    • Place of Presentation
      東京(東京大学)
    • Year and Date
      2014-05-25 – 2014-05-27
  • [Presentation] マウスES細胞においてZfp57が単アレル性遺伝子発現制御に果たす役割の解析2014

    • Author(s)
      大石裕晃,鵜木元香,福田 渓,前之原章司,伊川正人,佐渡 敬,佐々木裕之
    • Organizer
      第8回日本エピジェネティクス研究会年会
    • Place of Presentation
      東京(東京大学)
    • Year and Date
      2014-05-25 – 2014-05-27
  • [Presentation] SmcHD1機能欠損マウス胚におけるX染色体不活性化2014

    • Author(s)
      榊原祐樹,佐々木裕之,Marnie Blewitt,佐渡 敬
    • Organizer
      第8回日本エピジェネティクス研究会年会
    • Place of Presentation
      東京(東京大学)
    • Year and Date
      2014-05-25

URL: 

Published: 2016-06-01  

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