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精子形成における多機能性ゲノム配列の網羅的探索と作用機序および生理的意義

研究課題

研究課題/領域番号 15H04317
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 ゲノム生物学
研究機関北海道大学

研究代表者

木村 敦  北海道大学, 理学研究院, 准教授 (90422005)

研究分担者 佐竹 炎  公益財団法人サントリー生命科学財団, 生物有機科学研究所・統合生体分子機能研究部, 主幹研究員 (20280688)
研究協力者 松原 伸  
白石 慧  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2016年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2015年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
キーワードゲノム / エピジェネティクス / 精子形成 / 遺伝子発現調節 / dual promoter-enhancer / long noncoding RNA
研究成果の概要

精子形成は精子のもととなる精原細胞が体細胞分裂、減数分裂、精子変態という3つのステップを経て精子になる過程である。今回我々は、減数分裂期に精子形成に不可欠な遺伝子が数多く転写活性化されるメカニズムを、ヒストン修飾と遺伝子の転写パターンの網羅解析およびレポーター解析とゲノム編集によって調べた。その結果、精原細胞が減数分裂中に一次精母細胞に分化する過程で、多機能性ゲノム配列であるdual promoter-enhancer(DPE)が重要な役割を果たすことを発見した。また、long noncoding RNAの寄与についても明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

6組に1組の夫婦が不妊に悩んでいると言われるうえ、不妊の原因の半分は男性側にあるとされている現代社会において、精子形成のメカニズムを解明することは急務である。中でも減数分裂期に多くの遺伝子が転写活性化することは精子形成の正常な進行に不可欠であり、本研究はそのために必要な重要因子の1つが多機能性ゲノム配列のdual promoter-enhancerであることを示したものである。生殖生物学やゲノム生物学などの分野で重要な意義を持つと同時に、将来的には不妊の原因解明などにもつながる成果である。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] A novel testis-specific long noncoding RNA, Tesra, activates the Prss42/Tessp-2 gene during mouse spermatogenesis2019

    • 著者名/発表者名
      Satoh Y., Takei N., Kawamura S., Takahashi N., Kotani T., and Kimura A.P.
    • 雑誌名

      Biology of Reproduction

      巻: 100 号: 3 ページ: 833-848

    • DOI

      10.1093/biolre/ioy230

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] マウス精巣減数分裂過程の一次精母細胞における転写活性化機構2018

    • 著者名/発表者名
      木村敦, 佐藤優衣, 丸山優樹
    • 雑誌名

      比較内分泌学

      巻: 44 号: 164 ページ: 58-62

    • DOI

      10.5983/nl2008jsce.44.58

    • NAID

      130007384063

    • ISSN
      1882-6636, 1882-6644
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] A Testis-Specific Long Non-Coding RNA, lncRNA-Tcam1, Regulates Immune-Related Genes in Mouse Male Germ Cells2017

    • 著者名/発表者名
      Kurihara Misuzu、Otsuka Kai、Matsubara Shin、Shiraishi Akira、Satake Honoo、Kimura Atsushi P.
    • 雑誌名

      Front Endocrinol (Lausanne)

      巻: 8 ページ: 299-299

    • DOI

      10.3389/fendo.2017.00299

    • NAID

      120006370612

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A genomic region transcribed into a long noncoding RNA interacts with the Prss42/Tessp-2 promoter in spermatocytes during mouse spermatogenesis, and its flanking sequences can function as enhancers2016

    • 著者名/発表者名
      Yoneda R., Satoh Y., Yoshida I., Kawamura S., Kotani T., and Kimura A.P.
    • 雑誌名

      Molecular Reproduction and Development

      巻: 83 号: 6 ページ: 541-557

    • DOI

      10.1002/mrd.22650

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] マウス精子形成の一次精母細胞における転写活性化メカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      木村敦
    • 学会等名
      日本動物学会第89回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マウス精母細胞で機能するdual promoter-enhancerの作用メカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      酒井友里、酒井義岳、佐藤優衣、木村敦
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Transcriptional regulation by genome regions with H3K4me1 and H3K4me3 marks in mouse spermatocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Bandara A.M.T.K., Matsubara S., Shiraishi A., Satake H., and Kimura A.P.
    • 学会等名
      第43回日本比較内分泌学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マウスの精子形成で機能するdual promoter-enhancerのコア配列の同定2017

    • 著者名/発表者名
      酒井友里、酒井義岳、佐藤優衣、木村敦
    • 学会等名
      日本動物学会第88回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マウス精巣におけるdual promoter-enhancerのエンハンサーコア配列の同定とヒトゲノム配列との比較2016

    • 著者名/発表者名
      酒井義岳、酒井友里、佐藤優衣、木村敦
    • 学会等名
      第41回日本比較内分泌学会大会
    • 発表場所
      北里大学相模原キャンパス(神奈川県相模原市)
    • 年月日
      2016-12-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マウス精子形成において特異的に転写される長鎖非コードRNAによる遺伝子活性化2015

    • 著者名/発表者名
      木村敦
    • 学会等名
      BMB2015
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マウス精母細胞におけるTessp-2遺伝子の転写活性化機構2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤優衣、米田竜馬、吉田郁也、木村敦
    • 学会等名
      BMB2015
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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