卵および初期胚における遺伝子発現リプログラミングの調節機構

• 研究領域: 生殖系列の世代サイクルとエピゲノムネットワーク
• 研究課題/領域番号: 20062002
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 青木 不学 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (20175160)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 63,500千円 (直接経費: 63,500千円); 2012年度: 12,700千円 (直接経費: 12,700千円); 2011年度: 12,700千円 (直接経費: 12,700千円); 2010年度: 12,700千円 (直接経費: 12,700千円); 2009年度: 12,700千円 (直接経費: 12,700千円); 2008年度: 12,700千円 (直接経費: 12,700千円)
• キーワード: 卵 / 初期胚 / リプログラミング / エピジェネティクス / 受精 / 初期発生 / ヒストン変異体 / クロマチン / 遺伝子発現 / 全能性 / 着床前初期胚 / 新生血RNA

研究概要

受精前後における遺伝子発現リプログラミングの調節機構を明らかにするために、まずリプログラミングによって起こる1細胞期での遺伝子発現パターンの解析を行った。その結果、これまでほとんど明らかにされていなかった1細胞期で発現する遺伝子を多数同定することができ、それらの中に受精前の卵で発現していない遺伝子が多く含まれていることが明らかとなった。また、受精前後でゲノム全体にわたりヒストン変異体の置換が大規模に起こることが明らかになり、これらが遺伝子発現のリプログラミングに関わっていることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] The expression and nuclear deposition of histone H3.1 in murine oocytes and preimplantation embryos (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawamura M, Akiyama T, Tsukamoto S, Suzuki MG & Aoki F
  • 雑誌名: J. Reprod. Dev 巻: 28 ページ: 557-562
  • NAID: 10031123300
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/jrd/58/5/58_2012-074/_article
  • 査読あり
• [雑誌論文] The expression and nuclear deposition of histone H3.1 in murine oocytes and preimplantation embryos (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawamura M, Aoki F, 他3名
  • 雑誌名: J. Reprod. Dev 巻: 58 ページ: 557-562
  • NAID: 10031123300
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of RNAi-mediated knockdown of the Bombyx mori transformer-2 gene on the sex specific splicing of Bmdsx pre-mRNA. (2012)
  • 著者名/発表者名: Suzuki MG, Aoki F, 他2名
  • 雑誌名: Int. J. Dev. Biol. 巻: 56 号: 9 ページ: 693-699
  • DOI: 10.1387/ijdb.120049ms
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dramatic replacement of histone variants during genome remodeling in nuclear-transferred embryos (2011)
  • 著者名/発表者名: Nashun B, Akiyama T, Suzuki MG & Aoki F
  • 雑誌名: Epigenetics 巻: 6 号: 12 ページ: 1489-1497
  • DOI: 10.4161/epi.6.12.18206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic replacement of histone H3 variants reprograms epigenetic marks in early mouse embryos (2011)
  • 著者名/発表者名: Akiyama T, Suzuki O, Matsuda J & Aoki F
  • 雑誌名: PLOS Genetics 巻: 7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of murine nucleoplasmin 2 in the decondensation of sperm chromatin after fertilization (2011)
  • 著者名/発表者名: Inoue A, Ogushi S, Saitou M, Suzuki MG & Aoki F
  • 雑誌名: Biol. Reprod 巻: 85 号: 1 ページ: 70-77
  • DOI: 10.1095/biolreprod.110.089342
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic replacement of histone H3 variants reprograms epigenetic marks in early mouse embryos (2011)
  • 著者名/発表者名: Akiyama T
  • 雑誌名: PLOS Genetics 巻: 7 号: 10 ページ: e1002279-e1002279
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1002279
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of Murine Nucleoplasmin 2 in the Decondensation of Sperm Chromatin after Fertilization. (2011)
  • 著者名/発表者名: Inoue, A
  • 雑誌名: Biol.Reprod. 巻: 84(印刷中)(掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in the nuclear deposition of histone H2A variants during preimplantation development in mice (2010)
  • 著者名/発表者名: Nashun B, Yukawa M, Liu H, Akiyama T & Aoki F
  • 雑誌名: Development 巻: 137 号: 22 ページ: 3785-3794
  • DOI: 10.1242/dev.051805
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of the nucleoplasmin 2 C-terminal domain in the formation of nucleolus-like bodies in mouse oocytes (2010)
  • 著者名/発表者名: Inoue A & Aoki F
  • 雑誌名: FASEB J 巻: 24 号: 2 ページ: 485-494
  • DOI: 10.1096/fj.09-143370
  • 査読あり
• [雑誌論文] Global gene silencing is caused by the dissociation of RNA polymerase II from DNA in mouse oocytes (2010)
  • 著者名/発表者名: Abe K, Inoue A, Suzuki MG & Aoki F
  • 雑誌名: J. Reprod. Dev 巻: 56 ページ: 502-507
  • NAID: 10027571758
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/jrd/56/5/56_10-068A/_article
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in the nuclear deposition of histone H2A variants during preimplantation development in mice (2010)
  • 著者名/発表者名: Nashun, B., Yukawa, M.Liu, H., Akiyama, T., Aoki, F.
  • 雑誌名: Development 137 ページ: 3785-3794
  • 査読あり
• [雑誌論文] Global gene silencing is caused by the dissociation of RNA polymerase II from DNA in mouse oocytes (2010)
  • 著者名/発表者名: Abe, K., Inoue, A., Suzuki, M.G., Aoki F
  • 雑誌名: J.Reprod.Dev 56 ページ: 502-507
  • NAID: 10027571758
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of the nucleoplasmin 2 C-terminal domain in the formation of nucleolus-like bodies in mouse oocytes (2010)
  • 著者名/発表者名: Inoue, A., Aoki, F.
  • 雑誌名: FASEB J. 24 ページ: 485-494
  • 査読あり
• [雑誌論文] Global gene silencing is caused by the dissociation of RNA polymerase II from DNA in mouse oocytes. (2010)
  • 著者名/発表者名: Abe, K
  • 雑誌名: J.Reprod.Dev. 巻: 56 ページ: 502-507
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in the nuclear deposition of histone H2A variants during preimplantation development in mice. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nashun, B
  • 雑誌名: Development 巻: 137 ページ: 3785-3794
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of the nucleoplasmin 2 C-terminal domain in the formation of nucleolus-like bodies in mouse oocytes (2010)
  • 著者名/発表者名: Inoue, A
  • 雑誌名: FASEB J 24 ページ: 485-494
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of c-MYC in nuclear speckles during mouse oocyte growth and preimplantation development (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki T, Abe K, Inoue A, & and Aoki F
  • 雑誌名: J. Reprod. Dev 巻: 55 ページ: 491-495
  • NAID: 10025616231
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/jrd/55/5/55_09-069A/_article
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of c-MYC in nuclear speckles during mouse oocyte growth and preimplantation development (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Abe, K., Inoue, A., Aoki, F.
  • 雑誌名: J. Reprod.Dev. 55 ページ: 491-495
  • NAID: 10025616231
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of c-MYC in nuclear speckles during mouse oocyte growth and preimplantation development (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T
  • 雑誌名: J.Reprod.Dev. 55 ページ: 491-495
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contribution of the oocyte nucleus and cytoplasm to the determination of meiotic and developmental competence in mice (2008)
  • 著者名/発表者名: Inoue A, Nakajima R, Nagata M, & Aoki F
  • 雑誌名: Hum. Reprod 巻: 23 号: 6 ページ: 1377-1384
  • DOI: 10.1093/humrep/den096
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in H3K79 methylation during preimplantation development in mice (2008)
  • 著者名/発表者名: Ooga M, Inoue A, Kageyama S, Akiyama T, Nagata M & Aoki F
  • 雑誌名: Biol. Reprod 巻: 78 ページ: 413-424
  • URL: http://www.biolreprod.org/content/78/3/413.long
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contribution of the oocyte nucleus and cytoplasm to the determination of meiotic and developmental competence in mice (2008)
  • 著者名/発表者名: Inoue, A., Nakajima, R., Nagata, M. ,Aoki, F.
  • 雑誌名: Hum. Reprod. 23 ページ: 1377-1384
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of the first and second round of DNA replication in the regulation of zygotic gene activation in mice (2008)
  • 著者名/発表者名: Sonehara, H., Nagata, M., Aoki, F.
  • 雑誌名: J. Reprod.Dev 54 ページ: 381-384
  • NAID: 10024412492
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in H3K79 methylation during preimplantation development in mice (2008)
  • 著者名/発表者名: M., Inoue, A., Kageyama, S., Akiyama, I., Nagata, M., Aoki, F.
  • 雑誌名: Biol.Reprod. 78 ページ: 413-424
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of the first and second round of DNA replication in the regulation of zygotic gene activation in mice (2008)
  • 著者名/発表者名: Sonehara H
  • 雑誌名: J. Reprod. Dev 54 ページ: 381-384
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contribution of the oocyte nucleus and cytoplasm to the determination of meiotic and developmental competence in mice (2008)
  • 著者名/発表者名: Inoue A
  • 雑誌名: Hum. Reprod 23 ページ: 1377-1384
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in H3K79 methylation during preimplantation development in mice (2008)
  • 著者名/発表者名: Ooga M
  • 雑誌名: Biol. Reprod 78 ページ: 413-424
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of Murine Nucleoplasmin 2 in the Decondensation of Sperm Chromatin after Fertilization
  • 著者名/発表者名: I Inoue, A., Ogushi, S., Saitou M., Suzuki, M.G., Aoki, F.
  • 雑誌名: Biol.Reprod in press
  • 査読あり
• [学会発表] マウス着床前初期胚におけるヒストンH2B ユビキチン化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大我政敏、青木不学
  • 学会等名: 第116回日本畜産学会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2013-03-30
• [学会発表] Characterization of the gene expression in the 1-cell stage embryos (2012)
  • 著者名/発表者名: Abe K, Yamamoto R, Oka G, Franke V, Vlahovicek K, Suzuki Y & Aoki F
  • 学会等名: The American Society for Cell Biology
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2012-12-18
• [学会発表] Histone H2B ubiquitination in the mouse preimplantation embryos (2012)
  • 著者名/発表者名: Ooga M & Aoki F
  • 学会等名: The American Society for Cell Biology
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2012-12-18
• [学会発表] The profile of the genes transcribed at the onset of gene expression after fertilization (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto R, Abe K, Franke V, Vlahovicek K, Suzuki Y & Aoki F
  • 学会等名: The American Society for Cell Biology
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2012-12-18
• [学会発表] Characterization of the gene expression in the 1-cell stage embryos. (2012)
  • 著者名/発表者名: 阿部健一郎、青木不学, 他5名
  • 学会等名: The American Society for Cell Biology
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2012-12-18
• [学会発表] Histone H2B ubiquitination in the mouse preimplantation embryos. (2012)
  • 著者名/発表者名: 大我正敏、青木不学
  • 学会等名: The American Society for Cell Biology
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2012-12-18
• [学会発表] The profile of the genes transcribed at the onset of gene expression after fertilization. (2012)
  • 著者名/発表者名: 山本竜馬、青木不学, 他4名
  • 学会等名: The American Society for Cell Biology
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2012-12-18
• [学会発表] マウスES細胞におけるヒストンH2AおよびH3変異体のゲノムワイド解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 青木不学
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-15
• [学会発表] マウスES細胞におけるヒストンH2AおよびH3変異体のゲノムワイド解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 青木不学
  • 学会等名: 日本生化学会
  • 発表場所: マリンメッセ福岡(福岡)(招待講演)
  • 年月日: 2012-12-15
• [学会発表] Genome-scale profiling of the chromatin composition of histone H2A and H3 variants in mouse embryonic stem cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: 青木不学
  • 学会等名: The 24th Annual Meeting of the Korean Society for Molecular and Cellular Biology.
  • 発表場所: Seoul, Korea(招待講演)
  • 年月日: 2012-10-12
• [学会発表] 受精前後におけるゲノムリプログラミングへのヒストン変異体置換の関与 (2012)
  • 著者名/発表者名: 青木不学
  • 学会等名: 日本畜産学会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] マウス着床前初期胚におけるHistone H3 lysine 79メチル化の調節機構について (2012)
  • 著者名/発表者名: 大我政敏、青木不学
  • 学会等名: 第115回日本畜産学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] 発生過程におけるゲノムリモデリングへのH3変異体の関与について (2012)
  • 著者名/発表者名: 河村真愛、秋山智彦、塚本智史、青木不学
  • 学会等名: 第115回日本畜産学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] Genome-scale profiling of the chromatin composition of histone H2A and H3 variants in mouse embryonic stem cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Aoki F
  • 学会等名: The 24^<th> Annual Meeting of the Korean Society for Molecular and Cellular Biology
  • 発表場所: Seoul, Korea
• [学会発表] Genome-wide analysis of the chromatin composition of histone H2A and H3 variants in mouse embryonic stem cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Aoki F
  • 学会等名: EMBO workshop, "Histone Variants & Genome Regulation"
  • 発表場所: Strasbourg, France
  • 年月日: 2011-10-14
• [学会発表] Genome-wide analysis of the chromatin composition of histone H2A and H3 variant in mouse embryonic stem cells (2011)
  • 著者名/発表者名: 青木不学
  • 学会等名: EMBO workshop, "Histone Variants & Genome Regulation"
  • 発表場所: Strasbourg(フランス)(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-14
• [学会発表] Genome wide analysis of the histone variant MacroH2A in mouse embryonic stem cell (2011)
  • 著者名/発表者名: Yukawa M, Akiyama T, Aburatani, H, Abe, K & Aoki F
  • 学会等名: EMBO workshop, "Histone Variants & Genome Regulation"
  • 発表場所: Strasbourg, France
  • 年月日: 2011-10-13
• [学会発表] The dynamics of H3.1 during oogenesis and pre-implantation development in mice (2011)
  • 著者名/発表者名: Kawamura M, Akiyama T, Tsukamoto S & Aoki F
  • 学会等名: EMBO workshop, "Histone Variants & Genome Regulation"
  • 発表場所: Strasbourg, France
  • 年月日: 2011-10-13
• [学会発表] Genome wide analysis of the histone variant MacroH2A in mouse embryonic stem cell (2011)
  • 著者名/発表者名: 湯川将之
  • 学会等名: BO workshop, "Histone Variants & Genome Regulation
  • 発表場所: Strasbourg(フランス)
  • 年月日: 2011-10-13
• [学会発表] The dynamics of H3.1 during oogenesis and pre-implantation development in mice (2011)
  • 著者名/発表者名: 河村真愛
  • 学会等名: BO workshop, "Histone Variants & Genome Regulation
  • 発表場所: Strasbourg(フランス)
  • 年月日: 2011-10-13
• [学会発表] 核移植胚におけるコアヒストン置換によるクロマチンの再構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 秋山智彦、那順布和、青木不学
  • 学会等名: 第52回 哺乳動物卵子学会
  • 発表場所: 那須塩原
  • 年月日: 2011-05-21
• [学会発表] 核移植胚におけるコアヒストン置換によるクロマチンの再構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 秋山智彦
  • 学会等名: 哺乳動物卵子学会
  • 発表場所: 国際医療福祉大学(那須塩原)
  • 年月日: 2011-05-21
• [学会発表] Involvement of histone variants replacement in the genome remodeling after fertilization (2010)
  • 著者名/発表者名: Aoki F
  • 学会等名: International Symposium on "Epigenome Network Development and Reprogramming of Germ Cells
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2010-11-24
• [学会発表] Involvement of histone variants replacement in the genome remodeling after fertilization. (2010)
  • 著者名/発表者名: Aoki, F
  • 学会等名: International Symposium on "Epigenome Network Development and Reprogramming of Germ Cells
  • 発表場所: Fukuoka Kyushu University School of Medicine Centennial Hall
  • 年月日: 2010-11-24
• [学会発表] The preferential incorporation of H2A.X into chromatin in early preimplantation embryos involves its C-terminal domain. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nashun B
  • 学会等名: 69^<th> Annual Meeting of Society for Developmental Biology
  • 発表場所: Albuquerque, USA
  • 年月日: 2010-08-09
• [学会発表] The preferential incorporation of H2A.X into chromatin in early preimplantation embryos involves its C-terminal domain (2010)
  • 著者名/発表者名: Nashun B & Aoki F
  • 学会等名: 69th Annual Meeting of Society for Developmental Biology
  • 発表場所: Albuquerque, USA
  • 年月日: 2010-08-08
• [学会発表] Mechanism of global gene silencing and reactivation during oocyte growth at the one-cell stage after fertilization in mice (2010)
  • 著者名/発表者名: Abe K
  • 学会等名: 69^<th> Annual Meeting of Society for Developmental Biology
  • 発表場所: Albuquerque, USA
  • 年月日: 2010-08-07
• [学会発表] Histone H2A variant dynamics during preimplantation development in mice (2010)
  • 著者名/発表者名: Nashun B
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Symposium-Epigenetics, Chromatin & Transcription
  • 発表場所: Suzhou, China
  • 年月日: 2010-05-19
• [学会発表] Involvement of histone variants replacement in the genome remodeling after fertilization International Symposium on (2010)
  • 著者名/発表者名: Aoki, F
  • 学会等名: Epigenome Network Development and Reprogramming of Germ Cells
  • 発表場所: Fukuoka
• [学会発表] The preferential incorporation of H2A.X into chromatin in early preimplantation embryos involves its C-terminal domain (2010)
  • 著者名/発表者名: Nashun B, Aoki F
  • 学会等名: 69th Annual Meeting of Society for Developmental Biology
  • 発表場所: Albuquerque
• [学会発表] Mechanism of global gene silencing and reactivation during oocyte growth at the one-cell stage after fertilization in mice (2010)
  • 著者名/発表者名: Abe K , Aoki F
  • 学会等名: 69th Annual Meeting of Society for Developmental Biology
  • 発表場所: Albuquerque
• [学会発表] Histone H2A variant dynamics during preimplantation development in mice Cold Spring Harbor Symposium -Epigenetics (2010)
  • 著者名/発表者名: Nashun B, Yukawa M, Liu H, Akiyama T , Aoki F
  • 学会等名: Chromatin & Transcription
  • 発表場所: Suzhou
• [学会発表] 受精前後におけるゲノム再プログラム化機構-ヒストン修飾および変異体置換の関与- (2009)
  • 著者名/発表者名: 青木不学
  • 学会等名: 第56回日本実験動物学会
  • 発表場所: 大宮
  • 年月日: 2009-05-14
• [学会発表] 受精前後におけるゲノム再プログラム化機構-ピストン修飾および変異体置換の関与 (2009)
  • 著者名/発表者名: 青木不学
  • 学会等名: 第56回日本実験動物学会
  • 発表場所: 大宮
  • 年月日: 2009-05-14
• [学会発表] マウス初期胚における遺伝子発現調節機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 青木不学
  • 学会等名: 第50回日本哺乳動物卵子学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-05-08
• [学会発表] 卵形成および初期発生期におけるヒストンH3変異体の動態解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 青木不学
  • 学会等名: 「生殖細胞の発生プロセス・再プログラム化とエピジェネティクス」公開シンポジウム
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2008-11-24
• [学会発表] Dynamics of histone H3 variant deposition during oogenesis and preimplantation development (2008)
  • 著者名/発表者名: Akiyama T, Nagata M, Aoki F
  • 学会等名: World Congress on Reproductive Biology
  • 発表場所: Kailua-Kona
• [学会発表] Involvement of ATM in H2AX phosphorylation during early preimplantation development in mice (2008)
  • 著者名/発表者名: Yukawa M, Nagata M, Aoki F
  • 学会等名: 41th Annual meeting of Society for the Study of Reproduction
  • 発表場所: Kailua-Kona
• [学会発表] The contribution of germinal vesicle materials to the determination of developmental competence in mouse oocytes (2008)
  • 著者名/発表者名: Inoue A, Nakajima R, Nagata M, Aoki F.
  • 学会等名: 41th Annual meeting of Society for the Study of Reproduction
  • 発表場所: Kailua-Kona
• [図書] 受精前後の遺伝子発現プログラム、「卵子学」、森崇英編 (2011)
  • 著者名/発表者名: 青木不学
  • 出版者: 京都大学
• [図書] (2011)
  • 著者名/発表者名: 卵子学(共著・分担)
  • 出版者: 京都大学出版会
• [図書] 受精とリプログラミング.Medical Bio, 9 (2009)
  • 著者名/発表者名: 青木不学
• [備考] 青木不学:卵のクオリティーについて.第19回セント・ルカセミナー、大分、2012年6月3日.