性決定遺伝子SryがH3K9脱メチル化の標的となる機構の解明
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20H03262
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 44020:Developmental biology-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
黒木 俊介 大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (50735793)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
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| Keywords | エピゲノム |
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| Outline of Research at the Start |
ほ乳類の性決定遺伝子であるSryの発現は、発現する細胞の種類と発現のタイミング・量が最も厳密に制御されている遺伝子の一つである。この厳密性を保証する機構は長らく謎であったが、申請者は2013年、ヒストンH3K9脱メチル化酵素であるJmjd1aがSry活性化に寄与することを示した。本研究では、この時から依然として未解決な課題「Jmjd1aがSry遺伝子を特異的に標的とするメカニズム」の解決を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ほ乳類の性はY染色体上の性決定遺伝子Sryの発現の有無によって決まる。近年、Sry発現にエピゲノムの制御が重要であることが明らかになってきた。ヒストンH3の9番目リジン（H3K9）のメチル化は転写抑制のエピゲノムマークである。H3K9脱メチル化酵素のひとつJmjd1aは、Sry遺伝子座に作用してH3K9のメチル化を外し、Sryの転写活性化を促す。しかし、Jmjd1aがどうやってSry遺伝子座を認識しているのか、その機構は分かっていない。本研究では、Biotin化酵素 (TbID) による近依存性標識法を用いて、生殖腺におけるJmjd1aとの相互作用タンパク質を同定し、Jmjd1aがSry遺伝子を特異的に標的とするメカニズムの解明を目指す。
今年度は、Jmjd1a遺伝子座にTbIDを融合したノックインマウスを樹立し、系統化した。
ノックインマウスの胎仔期生殖線の組織免疫染色の結果から、Jmjd1a-TbIDの発現パターンが野生型Jmjd1と同様であること、Jmjd1a-TbIDがSryの発現に影響を与えないことを確認した。平行してin vivo Biotinラベリングの条件を検討し、胎児生殖線のJmjd1a-TbID発現細胞の核にビオチン化のシグナルを認めるBitonの投与条件を決定した。平行してJmjd1a-TbIDノックインマウスからES細胞を樹立した。この細胞を用いて近依存性Biotin標識法を用いた質量分析がワークするか否か予備実験を行った結果、この系でJmjd1aと相互作用するタンパク質の候補を得ることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
近依存性標識に用いるJmjd1a遺伝子座にTbIDを融合したノックインマウスの系統樹立を完了した。TbIDによるBiotin標識のin vivoラベリングの投与条件を決定した。Jmjd1a-TbIDノックインES細胞を樹立し、この細胞を用いて質量分析によりJmjd1aと相互作用するタンパク質の候補を同定できることを確認した。したがって、生殖腺体細胞におけるJmjd1a相互作用タンパク質の網羅的同定への準備はほぼ整った。
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| Strategy for Future Research Activity |
近依存性標識法によりBaitの相互作用タンパク質を同定する際に、baitのspatial referenceがあることが望ましい。そこでJmjd1a-TbID遺伝子座のJmjd1a CDS末端に2A-peptideかつTbIDにNLS配列を挿入したノックインマウスをCRISPR/Cas9ゲノム編集により樹立する。TbIDによるビオチン化を誘導した胎生11.5日胚から生殖腺を摘出プールし、Jmjd1a-TbID融合タンパク質と相互作用するタンパク質を質量分析に同定する。得られたJmjd1a相互作用タンパク質の情報を、申請者が既に取得している胎生11.5日生殖腺の遺伝子発現リストと照合し、生殖腺に特徴的な発現を示す遺伝子と一致した場合、それらをReader/Recruiter候補分子としてリストアップする。特に、Reader候補としてヒストン結合能をもつクロマチン因子、Recruiter候補として転写因子に注目する。
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Report
(1 results)
Research Products
(5 results)
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[Journal Article] Dynamic erectile responses of a novel penile organ model utilizing TPEM.2021
Author(s)
Hashimoto D, Hirashima T, Yamamura H, Kataoka T, Fujimoto K, Hyuga T, Yoshiki A, Kimura K, Kuroki S, Tachibana M, Suzuki K, Yamamoto N, Morioka S, Sasaki T, Yamada G.
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Journal Title
Biology of Reproduction
Volume: in press
Pages: 875-886
DOI
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Peer Reviewed / Open Access
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