2015 Fiscal Year Annual Research Report
エピジェネティック修飾と分子シャペロンによるレトロトランスポゾンの制御機構
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25503003
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
一柳 健司 九州大学, 生体防御医学研究所, 准教授 (70401560)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | レトロトランスポゾン / 生殖細胞 / エピジェネティクス / 小分子RNA / 熱ショックタンパク質 / 減数分裂 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
レトロトランスポゾンは転移によって変異を誘発するゲノム内在因子であり、通常は種々のエピジェネティック制御を介して発現が抑制されている。次世代にゲノム情報を伝える生殖細胞ではその制御が特に重要である一方、生殖細胞は大規模なエピジェネティック・リプログラミングを経るため、その時にレトロトランスポゾンがどのように制御されているのかを理解することは重要である。そこで、DNAメチル化と小分子RNA（piRNA）による制御機構を理解するため、DNAメチル化異常変異体（Dnmt3L KO）とpiRNA合成不全変異体（Pld6 KO）のマウス雄性生殖細胞でのレトロトランスポゾン制御を大規模シーケンサーを用いて解析した。その結果、piRNAはL1を除いてほとんどの因子のDNAメチル化導入に関与しないが、、前駆精原細胞で多くのレトロトランスポゾンを転写後レベルで抑制していることを明らかにした。一方、前駆精原細胞ではDNAメチル化による発現制御は無視できるレベルであった。しかしながら、出生後、減数分裂の時期に入るとDNAメチル化異常により多くのレトロトランスポゾンの発現が上昇することを突き止め、胎児期には転写後抑制が主たる制御機構であったのが、その後、転写レベルでの制御機構にスイッチすることを明らかにした。
次に、分子シャペロンの一つである熱ショックタンパク質HSP90αの欠損変異体を解析し、この変異体は前駆精原細胞でL1のタンパク質が高発現することを明らかにした。mRNAレベルでは変化はなかったので、HSP90は転写後レベルでの制御に重要であることを意味する。前駆精原細胞でのpiRNAを解析したところ、変異体ではpiRNAの合成異常が見られ、そのプロファイルから、piRNAがMiliやMiwi2といったpiRNA結合タンパク質にローディングされるプロセスが阻害されている可能性が示唆された。
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[Journal Article] Chd5 regulates MuERV-L/MERVL expression in mouse embryonic stem cells via H3K27me3 modification and histone H3.1/H3.2.2016
Author(s)
Hayashi, M., Maehara, K., Harada, A., Semba, Y., Kudo, K., Takahashi, H., Oki, S., Meno, C., Ichiyanagi, K., Akashi, K. & Ohkawa, Y.
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Journal Title
J. Cell. Biochem.
Volume: 117
Pages: 780-792
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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