マウス生殖系列における性特異的エピゲノム修飾機構の解明

• Project/Area Number: 15J08690
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Animal production science
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture
• Principal Investigator: 坂下 陽彦 東京農業大学, 農学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: XY卵子の機能性 / トランスクリプトーム解析 / 卵子形成 / 減数分裂 / 生殖細胞の性分化 / 卵子・卵胞形成 / Sry-targeting knockout / RNA-seq / ヒトの性分化疾患 / 細胞周期・減数分裂移行 / レトロトランスポゾン

Outline of Annual Research Achievements

哺乳類の性決定はXX (雌) またはXY (雄) の遺伝的性に支配され、雄マウスではE 11.5の生殖巣においてマスター遺伝子であるSRYがY染色体上から発現する。この発現が、Sox9などの雄性性決定因子の発現が逐次的に誘起され、これらの雄性性決定因子を発現する生殖巣中の体細胞がPGCを精子形成へと導く。一方雌ではY染色体が存在しないため、SRYによるWnt4などの卵巣決定因子の発現抑制が生じず、雌への性分化が確定する。従って、雄性生殖巣におけるSRYの発現は極めて重要であり、実際この機能が欠失した雄マウスは、Y染色体を保有しているのにも関わらず雌への性分化を起こすことが明らかにされている。しかしながら、これらの性転換マウスは、卵胞数の減少、極体形成異常および減数分裂時の性染色体不対合の多発などの異常により、極めて低い妊性 (近交系は完全な不妊) をもつことが報告されている。従って本研究では、mRNA-seqによる包括的トランスクリプトーム解析と野生型雌マウスとの比較解析を介して性転換マウスにおける異常を同定し、機能的な雌性生殖系列には、どのような因子 (転写産物) が重要であるか明らかにすることを目的とする。加えて、これらの性転換マウスにおける異常は、ヒトにおける不妊症であるターナー症候群やスワイヤー症候群とも一致する。従って、本研究を通して得られる知見は、これらの疾患の原因究明にも役立ち、生殖補助医療技術を支える重要な知見となりうる。昨年度までの研究によって、XY卵子形成過程における生殖細胞崩壊機構の初動と原因因子が同定されたため、本年度ではXY性転換雌マウス由来卵巣から僅かながら得られる成熟卵子が機能的であるかどうか検証を行い、全データを合わせて論文投稿の準備を行った。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Repetitive DNA methylome analysis by small-scale and single-cell shotgun bisulfite sequencing. (2016)
  • Author(s): Kobayashi H, Koike T, Sakashita A, Tanaka K, Kumamoto S, Kono T
  • Journal Title: Genes Cells Volume: 21 Issue: 11 Pages: 1209-1222
  • DOI: 10.1111/gtc.12440
  • NAID: 130007024787
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] DNA Methylation Errors in Cloned Mouse Sperm by Germline Barrier Evasion. (2016)
  • Author(s): Tasuku Koike, Takuya Wakai, Yuko Jincho, Akihiko Sakashita, Hisato Kobayashi, Eiji Mizutani, Sayaka Wakayama, Fumihito Miura, Takashi Ito, Tomohiro Kono.
  • Journal Title: Biology of Reproduction Volume: 116
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Sex Specification and Heterogeneity of Primordial Germ Cells in Mice. (2015)
  • Author(s): Sakashita, A., Kawabata, Y., Jincho, Y., Tajima, S., Kumamoto, S., Kobayashi, H., Matsui, Y. and Kono, T.
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 10 Issue: 12 Pages: 1-21
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0144836
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Sry欠損性転換雌マウスにおけるXY卵母細胞形成の分子基盤 (2016)
  • Author(s): 坂下 陽彦、西村 千秋、小林 久人、外丸 祐介、河野 友宏.
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2016-11-30
• [Presentation] Sry欠損性転換雌マウスにおけるXY卵母細胞形成の分子基盤 (2016)
  • Author(s): 坂下 陽彦、西村 千秋、小林 久人、外丸 祐介、河野 友宏
  • Organizer: 第109回日本繁殖生物学会
  • Place of Presentation: 麻布大学
  • Year and Date: 2016-09-11
• [Presentation] Epigenetic landscapes for regulating gender specific cell fate and transcriptional heterogeneity in mouse primordial germ cells. (2015)
  • Author(s): Akihiko Sakashita, Yukiko Kawabata, Yuko Jincho, Shiun Tajima, Souichiro Kumamoto, Hisato Kobayashi, Yasuhisa Matsui and Tomohiro Kono
  • Organizer: AEpiA Epigenetics 2015
  • Place of Presentation: Hotel Grand Chancellor
  • Year and Date: 2015-11-11
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] マウス始原生殖細胞におけるDNAメチル化非依存的な性特異的遺伝子発現機構 (2015)
  • Author(s): 坂下 陽彦、 田島 紫雲、川畑 順子、神長 祐子、小林 久人、河 野 友宏.
  • Organizer: 第56回 日本卵子学会
  • Place of Presentation: 栃木県総合文化センター
  • Year and Date: 2015-05-30
• [Funded Workshop] AEpiA Epigenetics 2015 (2015)
  • Place of Presentation: Hobart, Tasmania, Australia
  • Year and Date: 2015-11-11