2018 Fiscal Year Annual Research Report
The role of post-fertilization imprinting methylation mechanism as an epigenomic information repair system
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26292189
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
谷本 啓司 筑波大学, 生命環境系, 教授 (90261776)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ゲノム / 発現制御 / エピジェネティクス / ゲノム刷り込み |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ゲノム刷り込みとは、DNA塩基配列以外の情報が親世代から子世代へと受け継がれ、それが子世代の遺伝子発現、ひいては表現型を変化させるエピジェネティクスの代表例である。同現象において、生殖細胞形成過程でDNAメチル化修飾がDNAに付加され、これがゲノムが由来する親の性を見分けるためのエピジェネティックな情報になると考えられている。我々はトランスジェニック・マウスにおいては、Igf2/H19遺伝子座の刷り込み制御配列が精子でメチル化されず、受精後に父方アリルでのみメチル化されることを見いだした。これは、DNAメチル化以外の印が、生殖細胞でゲノムに付加されていることを意味する。本研究では、この未知のエピジェネティック情報が書き込まれるゲノムDNA領域（PODS）を特定し、ゲノム刷り込みの基盤にある分子制御メカニズムを解明することを目的としている。
我々はH29年度までに、複数のYAC Tgマウスを作製し、DNAメチル化解析をおこなうことで、由来する親の性を記憶するDNA配列（PODS）を118-bpの範囲にまで限定した。さらに人工配列による内在H19-ICRの置換を行い（ES細胞）、機能代替が可能であることを示した。また、ゲノム編集により内在Igf2/H19遺伝子座からPODS配列の欠失をおこなった。
H30年度は、同マウスの詳細な解析をほぼ終了した。また、ゲルシフトアッセイにより、PODS配列に結合しDMRの機能を担う候補因子を探索した。これらの情報をもとに酵母one-hybrid systemにより分子同定を試みたが成功には至っていない。そこで、in vivo pull-down (en-ChIP)法による分子同定をおこなうために、ゲノム編集ベクターを基盤とする発現ユニットをknock-inにより導入したES細胞を樹立した。また、古典的な精製と質量分析による分子同定を行うための条件検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初計画に、エピゲノム情報修復のメカニズムに関わる分子の同定が含まれる。マウス遺伝学的手法を用いることで、一部の分子について、その関与の証明に成功した。しかし、他の未知の分子の関与なくしては、メカニズムを完全に説明ができないため、生化学的手法により、さらなる分子の同定を試みている。同新規分子の同定とそのin vivo機能検証のため、事業期間の延長をおこなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
In vivo pull-downのためのES細胞株の樹立、タンパク質粗抽出液の大量調製、カラムの溶出条件など、生化学的手法による分子同定のための準備を2019年度内にほぼ完了した。今後は、これらを組み合わせることで受精後刷り込みメチル化修復に関わる分子の同定を目指す。
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| Causes of Carryover |
当初計画に、エピゲノム情報修復のメカニズムに関わる分子の同定が含まれる。マウス遺伝学的手法を用いることで、一部の分子について、その関与の証明に成功した。しかし、他の未知の分子の関与なくしては、メカニズムを完全に説明ができない。生化学的手法により、さらなる分子の同定を試み、そのin vivo機能検証のため、事業期間の延長を必要とした。
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[Journal Article] Transvection-like interchromosomal interaction is not observed at the transcriptional level when tested in the Rosa26 locus in mouse2019
Author(s)
Tanimoto, K., Matsuzaki, H., Okamura, E., Ushiki, A., Fukamizu, A., Engel JD.
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Journal Title
PLoS ONE
Volume: 14 (2)
Pages: e0203099
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Synthetic DNA fragments bearing ICR cis elements become differentially methylated and recapitulate genomic imprinting in transgenic mice2018
Author(s)
Matsuzaki, H., Okamura, E., Kuramochi, D., Ushiki, A., Hirakawa, K., Fukamizu, A., Tanimoto, K.
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Journal Title
Epigenetics & Chromatin
Volume: 11 (1)
Pages: 36
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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