核移植クローン技術を用いたゲノム再プログラム化機構の解析

• 研究課題/領域番号: 15080210
• 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: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 小倉 淳郎 理化学研究所, 遺伝工学基盤技術室, 室長 (20194524)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 123,200千円 (直接経費: 123,200千円); 2007年度: 23,200千円 (直接経費: 23,200千円); 2006年度: 23,500千円 (直接経費: 23,500千円); 2005年度: 25,500千円 (直接経費: 25,500千円); 2004年度: 25,500千円 (直接経費: 25,500千円); 2003年度: 25,500千円 (直接経費: 25,500千円)
• キーワード: 核移植クローン / 生殖細胞 / 胚盤胞 / マウス / X染色体 / 始原生殖細胞 / 体細胞 / 顕微授精 / 胚性遺伝子 / eIF-1A / 幹細胞 / Hdacl / 造血幹細胞 / 胎盤 / NKT細胞 / TS細胞 / 核移植 / 体細胞クローン

研究概要

本研究は、胚および産子に異常を生じる体細胞核移植クローン技術を利用することにより体細胞ゲノムと生殖細胞ゲノムの相違が明らかにすることを目的とする。この問題点の理解への近道はおそらく、geneticな要因をできる限り排除してepigeneticな要因に限定でき、ランダムでなく定型的な異常であり、そして発生のできるだけ初期に現れる現象の解析にある。これらの条件を満たす解析対象の一つがマウスの初期胚である。昨年の2-cellに始まるmajor zygotic gene activation(ZGA)の遺伝子発現パターン解析に加えて、今年度は、胚盤胞の遺伝子発現パターンをマイクロアレイ法を用いて解析した。これは、胎盤異常を生じさせる遺伝子を同定する目的である。卵丘細胞クローン、セルトリ細胞クローン、TSA処理卵丘細胞クローン(発生は改善するが、胎盤は異常)、始原生殖細胞クローン、細胞質注入顕微授精(クローンではないが、胎盤は異常)、IVF胚(コントロール)の6種類を比較した。その結果、クローンはX染色体上の遺伝子が特異的に低下することが明らかになり、その中に胎盤発生に重要な遺伝子が含まれていた。興味深いことに、これらの遺伝子のいつくかは細胞質注入顕微授精でも低下しており、胎盤異常との密接な関係が示唆された。逆に、始原生殖細胞クローンは、改善が見られた。解析対象には、胎盤が異常を示さない129系統マウスのクローン、およびES細胞クローンも追加する予定である。今後はその上流にある共通の現象を突き止め、胎盤異常が生じる機構を明らかにしたい。

研究成果

• [雑誌論文] Role of retrotransposon-derived imprinted gene, Rtll, in the feto-maternal interface of mouse placenta. (2008)
  • 著者名/発表者名: Sekita, et. al.
  • 雑誌名: Nat. Genet. 40 ページ: 243-248
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Developmental Ability of Vitrified Oocytes from Different Mouse Strains Assessed by Parthenogenetic Activation and Intracytoplasmic Sperm Injection. (2007)
  • 著者名/発表者名: Endoh, et. al.
  • 雑誌名: J. Reprod. Dev 53 ページ: 1199-1206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation, characterization, and in vitro and in vivo differentiation of putative thecal stem cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Honda, et. al.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104 ページ: 12389-12394
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient production of intersubspecific hybrid mice and embryonic stem cells by intracytoplasmic sperm injection. (2007)
  • 著者名/発表者名: Shinmen A., et al.
  • 雑誌名: Molecular Reproduction and Development (in press)
• [雑誌論文] Differential developmental ability of embryos cloned from tissue-specific stem cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Inoue K., et al.
  • 雑誌名: Stem Cells (in press)
• [雑誌論文] Inefficient reprogramming of the hematopoietic stem cell genome following nuclear transfer. (2006)
  • 著者名/発表者名: Inoue K., et al.
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 119 ページ: 1985-1991
• [雑誌論文] Spermatozoa and spermatids retrieved from frozen reproductive organs or frozen whole bodies of male mice can produce normal offspring. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ogonuki N., et al.
  • 雑誌名: Proceedings of National Academy of Sciences, USA 103 ページ: 13098-13103
• [雑誌論文] Chorioallantoic placenta defects in cloned mice. (2006)
  • 著者名/発表者名: Wakisaka N., et al.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 349 ページ: 106-114
• [雑誌論文] Intra-strain polymorphisms are detected but no genomic alteration is found in cloned mice. (2006)
  • 著者名/発表者名: Gotoh S., et al.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 348 ページ: 166-169
• [雑誌論文] Improvement of cumulus-free oocyte maturation in vitro and its application to microinsemination with primary spernmatocytes in mice. (2006)
  • 著者名/発表者名: Miki H., et al.
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development (印刷中)
• [雑誌論文] Microinsemination and nuclear transfer using male germ cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ogura A., et al.
  • 雑誌名: International Reviews of Cytology 246 ページ: 189-229
• [雑誌論文] Generation of cloned mice by direct nuclear transfer from natural killer T Cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Inoue K., et al.
  • 雑誌名: Current Biology 15 ページ: 2005-2005
• [雑誌論文] Differential development of rabbit embryos following microinsemination with sperm and spermatids. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ogonuki N., et al.
  • 雑誌名: Molecular Reproduction and Development 72 ページ: 411-417
• [雑誌論文] Variation in gene expression and aberrantly regulated chromosome regions in cloned mice. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kohda T., et al.
  • 雑誌名: Biology of Reproduction 73 ページ: 1302-1311
• [雑誌論文] Noninvasive visualization of molecular events in the mammalian zygote. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamagata K., et al.
  • 雑誌名: Genesis 43 ページ: 71-79
• [雑誌論文] Birth of offspring after transfer of Mongolian gerbil (Meriones unguiculatus) embryos cryopreserved by vitrification (2005)
  • 著者名/発表者名: Mochida, K. et al.
  • 雑誌名: Molecular Reproduction and Development 70 ページ: 464-470
• [雑誌論文] Long-term culture of mouse male germline stem cells under serum- or feeder-free conditions. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kanatsu-Shinohara, M. et al.
  • 雑誌名: Biology of Reproduction (in press)
• [雑誌論文] Birth of Mice Produced by Gem Cell Nuclear Transfer. (2005)
  • 著者名/発表者名: Miki, H. et al.
  • 雑誌名: Genesis 41 ページ: 81-86
• [雑誌論文] Cytoplasmic Asters are Required for Progression past the First Cell Cycle in Cloned Mouse Embryos (2004)
  • 著者名/発表者名: Miki, H. et al.
  • 雑誌名: Biology of Reproduction 71 ページ: 2022-2028
• [雑誌論文] Spermatogenesis from epiblast and primordial germ cells following transplantation into postnatal mouse testis (2004)
  • 著者名/発表者名: Chuma, S. et al.
  • 雑誌名: Development 132 ページ: 117-122
• [雑誌論文] Generation of pluripotent stem cells from neonatal mouse testis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kanatsu-Shinohara, M. et al.
  • 雑誌名: Cell 119 ページ: 1001-1012
• [学会発表] Characterization of thecal stem cells and primordial oocytes concominantly isolated from mouse neonatal ovaries (2007)
  • 著者名/発表者名: Ogura, A.
  • 学会等名: 4th Annual Conference of Asian Reproductive Biotechnology Society, 2007
  • 発表場所: シンガポール
  • 年月日: 2007-11-24
• [図書] 生殖細胞の発生・エピジェネティクス・再プログラム化(分担執筆) (2007)
  • 著者名/発表者名: 井上貴美子、小倉淳郎
  • 総ページ数: 2224
  • 出版者: 共立出版
• [図書] クロマチン・染色体実験プロトコール(押村光雄, 平岡泰(編)) (2004)
  • 著者名/発表者名: 井上貴美子, 小倉厚淳郎
  • 総ページ数: 231
  • 出版者: 羊土社
• [備考]
  • URL: http://www.brc.riken.go.jp/lab/kougaku/
• [備考]
  • URL: http://www.riken.jp/r-world/research/lab/brc/engineering/index.html
• [文献書誌] Fulka-Jr, J., Miyashita, N., Nagai, T., Ogura, A.: "Do cloned mammals skip a reprogramming step?"Nature Biotechnology. 22. 25-26 (2004)
• [文献書誌] Inoue, K., Ogonuki, N., Mochida, K., Yamamoto, Y., Takano, K., Kohda, T., Ishino, F., Ogura, A.: "Effects of Donor Cell Type and Genotype on the Efficiency of Mouse Somatic Cell Cloning."Biology of Reproduction. 69. 1394-1400 (2003)
• [文献書誌] Inoue, K., Ogonuki, N., Yamamoto, Y., Takano, K., Miki, H., Mochida, K., Ogura, A.: "Tissue-specific distribution of donor mitochondrial DNA in cloned mice produced by somatic cell nuclear transfer."Genesis. in press. (2004)
• [文献書誌] Kanatsu-Shinohara, M., Ogonuki, N., Inoue, K., Miki, H., Ogura, A., Toyokuni, S., Shinohara, T.: "Long-Term Proliferation in Culture and Germline Transmission of Mouse Male Germline Stem Cells."Biology of Reproduction. 69. 612-616 (2003)
• [文献書誌] Kanatsu-Shinohara, M., Ogonuki, N., Inoue, K., Ogura, A., Toyokuni, S., Shinohara, T.: "Restoration of fertility in infertile mice by transplantation of cryopreserved male germline stem cells."Human Reproduction. 18. 2660-2667 (2003)
• [文献書誌] Miki, H., et al.: "Microinsemination with first-wave round spermatids from immature male mice."Journal of Reproduction and Development. 50. 131-137 (2004)
• [文献書誌] 小倉淳郎: "これからの大学等研究施設「生命科学編」"文教施設協会. 150 (2003)