核の初期化における胎盤特異的インプリント遺伝子の役割に関する研究

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26870036
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 千葉 初音 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (80642719)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: ゲノムインプリンティング / 胎盤形成 / DNAメチル化 / ヒストン修飾

Outline of Annual Research Achievements

ゲノムインプリンティングは胎盤を有する哺乳類に特有な現象であり、この機構によってアレル特異的発現を示すインプリント遺伝子は胎盤形成において重要な役割を果たしていると考えられる。現在100種類以上のインプリント遺伝子が知られているが、本研究では申請者らが過去に報告した10種類の胎盤特異的インプリント遺伝子の胎盤形成における役割を解析する。本年度ではまず胎盤特異的インプリント遺伝子の発現量及びSNPを用いたアレル特異的発現パターンを解析し、10種類中8種類の遺伝子（Sfmbt2, Tfpi2, Ppp1r9a, Ascl2, Tspan32, Tssc4, Ano1, Gab1, Slc22a3） について胎盤と同様のアレル特異的発現を確認した。次にこれらの遺伝子のうちAno1, Sfmbt2, Gab1 についてアレル特異的DNAメチル化及びヒストン修飾を解析した。 バイサルファイトシーケンス解析により、TS細胞においてGab1に母由来アレルのみがメチル化されるDMR（differentially methylated region）が存在することがわかった。Ano1 及び Sfmbt2のプロモーター領域は両アレルとも低メチル化状態にあった。またChIP 解析により、Ano1はH3K4me2, H3K4me3 の母由来アレル特異的修飾が、Gab1, Sfmbt2 はH3K9me2の母由来アレル特異的修飾及び、H3K4me3 の父由来アレル特異的修飾が見られた。このことは、これらの胎盤特異的インプリント遺伝子がDNAメチル化だけでなくヒストン修飾によってアレル特異的発現がインプリントされる可能性を示唆している。

Current Status of Research Progress

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

Reason

胎盤特異的インプリント遺伝子のアレル特異的発現をTS細胞において確認することができた。また、これらのエピジェネティック修飾を解析することにより、胎盤のゲノムインプリンティング確立機構について新たな知見が得られた。

Strategy for Future Research Activity

次年度は体細胞クローンマウスを用い、胎盤特異的インプリント遺伝子の発現変動とそれらが体細胞クローンの胎盤形成にどのような影響を与えるのかについて解析する。また胎盤特異的インプリント遺伝子がどのようなシグナル伝達経路を介して胎盤形成に寄与しているかについて解析する。

Research Products

• [Journal Article] RNA sequencing-based identification of aberrant imprinting in cloned mice. (2014)
  • Author(s): Okae H, Matoba S, Nagashima T, Mizutani E, Inoue K, Ogonuki N, Chiba H, Funayama R, Tanaka S, Yaegashi N, Nakayama K, Sasaki H, Ogura A, Arima T.
  • Journal Title: Hum Mol Genet Volume: 23 Pages: 992-1001
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Imprinting methylation errors in ART. (2014)
  • Author(s): Hiura H, Okae H, Chiba H, Miyauchi N, Sato F, Sato A, Arima T.
  • Journal Title: Reproductive Medicine and Biology. Volume: 13 Pages: 193-202
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Genome-wide analysis of DNA methylation dynamics during early human development (2014)
  • Author(s): Okae H, Chiba H, Hiura H, Hamada H, Sato A, Utsunomiya T, Kikuchi H, Yoshida H, Tanaka A, Suyama M, Arima T.
  • Journal Title: PLOS Genetics Volume: 10 Pages: e1004868.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Book] 医学のあゆみ (2014)
  • Author(s): 千葉初音、有馬隆博
  • Total Pages: 5
  • Publisher: 医歯薬出版株式会社