2014 Fiscal Year Research-status Report
代謝カスケード調節遺伝子KLF14の転写制御機構・生理機能の解明
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25460409
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| Research Institution | National Research Institute for Child Health and Development |
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Principal Investigator |
中林 一彦 独立行政法人国立成育医療研究センター, 研究所, 室長 (10415557)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | genomic imprinting / KLF14 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. マウスKlf14遺伝子の発現解析
これまでに、マウスKlf14遺伝子は胎仔期の複数の臓器と成体期の白色脂肪組織で高レベルで発現していることをRT-PCRにより明らかにしていた。今年度は、Klf14-ノックアウト(KO)マウス系統（KOアレルではKlf14 ORF配列がLacZに置換されている）を使ったベータガラクトシダーゼアッセイにより、Klf14は胎仔期においては主に中胚葉系由来組織で強く発現していること、成体期の白色脂肪組織においては、成熟した白色脂肪細胞で発現していることを確認した。
2. KLF14の白色脂肪組織における生理機能解析
Klf14-KO系統を用いて、Klf14遺伝子の代謝関連機能を個体レベルで検討した。Klf14-/-♂・Klf14+/+♂各8個体に8週間 (9-16週齢)、高脂肪食を与え、期間中あるいは高脂肪食負荷終了後に、各種表現型（食物摂取量、体重、身体組成、経口ブドウ糖負荷試験、インスリン耐性試験、自発運動量）を解析した。それらの項目については二群間で有意な差は認められなかった。両群の白色脂肪組織を対象とした発現アレイデータを取得・解析したところ、Klf14-KOマウス由来白色脂肪組織で発現が低下している遺伝子群に炎症・免疫関連遺伝子が高頻度に含まれることが見出された。KLF14はアディポカイン遺伝子群の発現制御を介して肥満に伴う炎症時のマクロファージ集積を調節している可能性が考えられる。
3. Mest-DMRノックアウトマウス作出
Klf14のインプリント発現はMest-DMRにおけるDNAメチル化により制御されていると予想されるが、直接的な証明が待たれる。また、そのようなlong-range制御を担う分子機構については一切不明である。そこで、Mest-DMR KOマウス作出実験を開始した。当初計画のES細胞でのジーンターゲティングからCrispr-Cas9システムによる受精卵ゲノム改変に方法を変更し、得られた58個体をスクリーニングし、Mest-DMR欠失系統を2系統、Mest-DMR逆位系統を1系統樹立することに成功した。
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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
KLF14の生理機能解明については順調に解析が進み、平成27年度中に論文投稿を目指す。Klf14の転写制御機構の解明において重要な解析対象となるMest-DMRマウス系統の樹立にも成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
Mest-Klf14染色体ドメインのクロマチン高次構造解析を重点的に推進することを試みる。これまでに別研究で確立した解析手技（ChIP-seq, HiC-seq, 4C-seqなど）を応用する。
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| Causes of Carryover |
遺伝子改変マウス作出方法を受精卵でのゲノム編集法に変更することで、消耗品費が節約できた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
クロマチン高次構造解析の手段として次世代シーケンシング法を予定しており、その試薬購入に充てる。
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Research Products
(7 results)
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[Journal Article] DNA methylation analysis of human myoblasts during in vitro myogenic differentiation: de novo methylation of promoters of muscle-related genes and its involvement in transcriptional down-regulation.2015
Author(s)
Miyata K, Miyata T, Nakabayashi K, Okamura K, Naito M, Kawai T, Takada S, Kato K, Miyamoto S, Hata K, Asahara H.
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Journal Title
Hum Mol Genet.
Volume: 24
Pages: 410-423
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Offspring production with sperm grown in vitro from cryopreserved testis tissues.2014
Author(s)
Yokonishi T, Sato T, Komeya M, Katagiri K, Kubota Y, Nakabayashi K, Hata K, Inoue K, Ogonuki N, Ogura A, Ogawa T.
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Journal Title
Nat Commun.
Volume: 5
Pages: 4320
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Comprehensive and quantitative multilocus methylation analysis reveals the susceptibility of specific imprinted differentially methylated regions to aberrant methylation in Beckwith-Wiedemann syndrome with epimutations.2014
Author(s)
Maeda T, Higashimoto K, Jozaki K, Yatsuki H, Nakabayashi K, Makita Y, Tonoki H, Okamoto N, Takada F, Ohashi H, Migita M, Kosaki R, Matsubara K, Ogata T, Matsuo M, Hamasaki Y, Ohtsuka Y, Nishioka K, Joh K, Mukai T, Hata K, Soejima H.
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Journal Title
Genet Med.
Volume: 16
Pages: 903-912
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Variable maternal methylation overlapping the nc886/vtRNA2-1 locus is locked between hypermethylated repeats and is frequently altered in cancer.2014
Author(s)
Romanelli V, Nakabayashi K, Vizoso M, Moran S, Iglesias-Platas I, Sugahara N, Simón C, Hata K, Esteller M, Court F, Monk D.
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Journal Title
Epigenetics
Volume: 9
Pages: 783-790
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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