生殖幹細胞の増殖分化転換と核ダイナミクス連携

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Systematic study of chromosome adaptation
• Project/Area Number: 25125711
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 中馬 新一郎 京都大学, 再生医科学研究所, 准教授 (20378889)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2014-03-31
• Keywords: 生殖 / 減数分裂 / ゲノム / クロマチン / 幹細胞

Research Abstract

生殖細胞ゲノムの安定な保持と伝達は個体、種の継続に重要であると共に減数分裂による相同遺伝子組換えと１倍体化によって遺伝情報の多様性が生まれる。減数分裂の制御機構の研究は主に酵母等の単細胞生物を用いて行われる一方、多細胞生物においてその分子基盤の解明は進んでいない。申請者はマウス生殖幹細胞株が体細胞型増殖から第１減数分裂前期に同調して移行する培養実験条件を作出した。本研究では生殖幹細胞から減数分裂移行を制御する分子プログラム及び生殖幹細胞の増殖分化転換に伴うクロマチン動態の解析を進める事を目的とする。これまでに生殖幹細胞のヒストン修飾、RNA pol II、RAR等のChIP-seq解析を進め、生殖幹細胞株とES細胞株の比較によりオープンなクロマチン修飾が両者で類似していること、生殖幹細胞株のH3トリメチル化のbivalent修飾はES細胞と同様に初期発生で働く遺伝子群が占めること、RARは両細胞でターゲットが異なり生殖幹細胞株では減数分裂遺伝子群に結合すること等が明らかとなった。本年度は減数分裂誘導に伴いRNA発現 やエピゲノム修飾が変化する遺伝子群をクラスタリングしシスエレメントのde novoモチーフ抽出を行い複数の機能候補因子を同定した。候補遺伝子群について誘導性レンチウィルスベクターを用いたcDNA、shRNAの発現ベクターを構築し生殖幹細胞株へのtransductionと機能スクリーニングを開始した。本研究課題は科学研究費補助金の重複制限により年度途中で廃止する事となったが、新学術領域「ゲノムアダプテーションのシステム的理解」公募班に対する支援によって、新たな研究成果を得ると共に今後の研究の発展の為の実験材料の作出や実験手法の開発を進める事が可能となった事をここに深謝する。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Tudor domain containing 12 (TDRD12) is essential for secondary PIWI interacting RNA biogenesis in mice (2013)
  • Author(s): Pandey RR, Tokuzawa Y, Yang Z, Hayashi E, Ichisaka T, Kajita S, Asano Y, Kunieda T, Sachidanandam R, Chuma S, Yamanaka S, Pillai RS
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci U S A Volume: 110 Pages: 16492-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The nuage mediates retrotransposon silencing in mouse primordial ovarian follicles (2013)
  • Author(s): Lim AK, Lorthongpanich C, Chew TG, Tan CW, Shue YT, Balu S, Gounko N, Kuramochi-Miyagawa S, Matzuk MM, Chuma S, Messerschmidt DM, Solter D, Knowles BB
  • Journal Title: Development Volume: 140 Pages: 3819-25
  • Peer Reviewed