クロマチン制御因子Ｍａｍｏによる極細胞中における遺伝子発現制御機構の解析

• 研究課題/領域番号: 13J10063
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 発生生物学
• 研究機関: 甲南大学
• 研究代表者: 平 誠司 甲南大学, 自然科学研究科, 特別研究員(DC2)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
• キーワード: ショウジョウバエ / 生殖細胞 / zinc-finger / クロマチン

研究実績の概要

生殖細胞系列の細胞中では、vasa遺伝子 (vas)が特異的に発現することが知られており、vasの発現を活性化する制御機構には不明な点が多い。本研究ではショウジョウバエ母性因子Mamoによるvasの発現活性化制御の分子機構の解明を目的として解析を行った。これまでに、MamoのC2H2型Znフィンガードメイン (MZD) がvas遺伝子座のイントロンにある配列と直接結合することを明らかにした。また、野生型と比較してMZD強制発現胚中では、MZD結合領域周辺でヒストンH3K27のアセチル化のレベルが高くなることが分かった。 さらに、H3K27のアセチル化に関与するCBPとMZDが遺伝学的に相互作用することが明らかになった。これらのことから、MZDがCBPといったヒストン修飾酵素と相互作用し、vasの発現を制御する可能性が考えられる。
次に、vas遺伝子座のイントロンにあるMZD結合領域がvasの発現活性化に必要なのかを調べるために、CRISPR/Cas9システムを用いてMZD結合領域を欠失した系統を作製した。その結果、MZD結合領域を欠失した胚中では、生殖細胞中における内在性vasの発現が野生型に比べて有意に低下することが明らかになった。このことから、vas遺伝子座にあるMZD結合領域がvasの発現活性化に必要なエレメントであることが示唆される。次にMZDがvas遺伝子以外の遺伝子の発現に影響を与えるのかを解析するために、野生型胚とMZD強制発現胚を用いてRNA-seq解析を行った。その結果、減数分裂関連遺伝子であるc(3)G遺伝子の発現量が、野生型胚に比べてMZD強制発現胚中で増加することが示唆された。そこで、c(3)G遺伝子の発現量を解析した結果、野生型胚と比べてMZD強制発現胚中ではc(3)G遺伝子の発現量が有意に増加することが分かった。このことから、c(3)G遺伝子の発現もvasと同様にMZDによって発現活性化を制御されることが示唆される。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] H3K36 Trimethylation-Mediated Epigenetic Regulation is Activated by Bam and Promotes Germ Cell Differentiation During Early Oogenesis in Drosophila (2015)
  • 著者名/発表者名: Masanori Mukai, Seiji Hira, Katsuhiro Nakamura, Shoichi Nakamura, Hiroshi Kimura, Masanao Sato and Satoru Kobayashi
  • 雑誌名: Biology Open 巻: 4 号: 2 ページ: 119-124
  • DOI: 10.1242/bio.201410850
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Binding of Drosophila maternal Mamo protein to chromatin and specific DNA sequences (2013)
  • 著者名/発表者名: Seiji Hira, Takahiro Okamoto, Masato Fujiwara, Hiroaki Kita, Satoru Kobayashi, Masanori Mukai
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 438 号: 1 ページ: 156-160
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.07.045
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetically encoded system to track histone modification in vivo. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuko Sato, Masanori Mukai, Jun Ueda, Michiko Muraki, Timothy J. Stasevich, Naoki Horikoshi, Tomoya Kujirai, Hiroaki Kita, Taisuke Kimura, Seiji Hira, Yasushi Okada, Yoko Hayashi-Takanaka, Chikashi Obuse, Hitoshi Kurumizaka, Atsuo Kawahara, Kazuo Yamagata, Naohito Nozaki and Hiroshi Kimura
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 号: 1 ページ: 2436-2436
  • DOI: 10.1038/srep02436
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ショウジョウバエvasa遺伝子座のMZD結合配列の性質 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤原 真人, 平 誠司, 中村 翔一, 小林 悟, 向 正則
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 (神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2014-11-26
• [学会発表] ショウジョウバエ母性因子Mamoの標的となる減数分裂関連遺伝子の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平 誠司, 藤原 真人, 中村 翔一, 小林 悟, 向 正則
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 (神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2014-11-25
• [学会発表] ショウジョウバエ胚発生過程における減数分裂関連タンパク質C(3)Gの発現とその機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 向 正則, 平 誠司, 中村 翔一
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 (神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2014-11-25
• [学会発表] ショウジョウバエ母性因子MamoによるPGC中における生殖細胞性遺伝子の発現制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平 誠司, 藤原 真人, 中村 翔一, 小林 悟, 向 正則
  • 学会等名: 日本動物学会第85回大会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス (宮城県仙台市)
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] CRISPR/Cas9システムを用いたショウジョウバエvas遺伝子座改変の試み (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤原 真人, 平 誠司, 中村 翔一, 小林 悟, 向 正則
  • 学会等名: 日本動物学会第85回大会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス (宮城県仙台市)
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] ショウジョウバエ生殖細胞発生過程における減数分裂関連タンパク質C(3)Gの発現 (2014)
  • 著者名/発表者名: 向 正則, 平 誠司, 中村 翔一, 小林 悟
  • 学会等名: 日本動物学会第85回大会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス (宮城県仙台市)
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] ショウジョウバエ母性因子Mamoと共同して作用するピストン修飾酵素の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平 誠司、藤原 真人、小林 悟、向 正則
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド神戸国際展示場兵庫県
  • 年月日: 2013-12-05
• [学会発表] ショウジョウバエ母性因子MamoのC2H2型Zn-fingerドメインとミドルドメインの機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤 原真人、平 誠司、小林 悟、向 正則
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド神戸国際展示場兵庫県
  • 年月日: 2013-12-05
• [学会発表] ショウジョウバエ卵巣においてヒストン修飾を介した転写活性化機構が生殖細胞の分化を促進する (2013)
  • 著者名/発表者名: 向 正則、平 誠司、新谷 恵魅、木村 宏、小林 悟
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド神戸国際展示場兵庫県
  • 年月日: 2013-12-05
• [学会発表] ショウジョウバエ卵巣中のescort cellの細胞突起形成に関わる分子機構の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村 泰介、平 誠司、向 正則
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド神戸国際展示場兵庫県
  • 年月日: 2013-12-03
• [学会発表] ショウジョウバエ母性因子Mamoはvas遺伝子座のヒストン修飾状態を変化させる (2013)
  • 著者名/発表者名: 平 誠司、藤原 真人、小林 悟、向 正則
  • 学会等名: 日本動物学会第84回大会
  • 発表場所: 岡山大学(津島キャンパス)岡山県
  • 年月日: 2013-09-28
• [学会発表] ショウジョウバエ生殖細胞の分化促進に関わるヒストン修飾とその制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 向 正則、平 誠司、新谷 恵魅、小林 悟
  • 学会等名: 日本動物学会第84回大会
  • 発表場所: 岡山大学(津島キャンパス)岡山県
  • 年月日: 2013-09-28
• [学会発表] ショウジョウバエ母性因子MamoのC2H2 Zn-fingerドメインの機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤原 真人、平 誠司、向 正則
  • 学会等名: 日本動物学会第84回大会
  • 発表場所: 岡山大学(津島キャンパス)岡山県
  • 年月日: 2013-09-28