大規模な刷り込み型マイクロRNAクラスターの胎盤形成における役割の解明

• 研究課題/領域番号: 16H04687
• 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: 実験動物学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 井上 貴美子 国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 専任研究員 (70360500)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円); 2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2018年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2016年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
• キーワード: 胎盤 / マイクロRNA / 刷り込み遺伝子 / ゲノム編集 / 発生・分化 / 発現制御 / ゲノム / 発生工学

研究成果の概要

ゲノム刷り込みは哺乳動物に特異的な遺伝子発現制御機構で、刷り込み遺伝子は片親のアリルから排他的に発現することが生殖細胞の発生段階で決定づけられている。刷り込み遺伝子近傍には連続した複数のマイクロRNA（miRNA）遺伝子がコードされているケースが散見され、これらの遺伝子群をmiRNAクラスターと呼ぶ。マウスでは胎盤形成に必須の刷り込み遺伝子であるSfmbt2遺伝子内部に70個以上のmiRNA遺伝子を含むマウスゲノム最大の大規模miRNAクラスターが存在するが、その発生過程における機能は未解明である。本研究では、この巨大なmiRNAクラスターの胎盤形成における役割を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

胎盤は、妊娠期間中に母体と胎児を結び栄養やガス交換を行う哺乳類特有の器官である。胎盤は母体の健康と胎児の成長に重要な役割を持っているが、胎盤形成に関与している遺伝子については未解明な点が多い。マイクロRNA（miRNA）はタンパクをコードせずに、他の遺伝子の発現を抑制する機能を持つ小さなRNAである。本研究では、刷り込み遺伝子内部に連続して存在するmiRNA遺伝子が、胎盤の正常な形成に重要な役割を占めることを明らかにしており、将来的には臨床における胎盤異常の原因解明やマーカー遺伝子の開発などに役立つと期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Loss of H3K27me3 imprinting in the Sfmbt2 miRNA cluster causes enlargement of cloned mouse placentas (2020)
  • 著者名/発表者名: Inoue Kimiko、Ogonuki Narumi、Kamimura Satoshi、Inoue Hiroki、Matoba Shogo、Hirose Michiko、Honda Arata、Miura Kento、Hada Masashi、Hasegawa Ayumi、Watanabe Naomi、Dodo Yukiko、Mochida Keiji、Ogura Atsuo
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 11 号: 1 ページ: 2150-2150
  • DOI: 10.1038/s41467-020-16044-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Acrosin is essential for sperm penetration through the zona pellucida in hamsters (2020)
  • 著者名/発表者名: Hirose Michiko、Honda Arata、Fulka Helena、Tamura-Nakano Miwa、Matoba Shogo、Tomishima Toshiko、Mochida Keiji、Hasegawa Ayumi、Nagashima Kiyoshi、Inoue Kimiko、Ohtsuka Masato、Baba Tadashi、Yanagimachi Ryuzo、Ogura Atsuo
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 117 号: 5 ページ: 2513-2518
  • DOI: 10.1073/pnas.1917595117
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Early production of offspring by <i>in vitro</i> fertilization using first-wave spermatozoa from prepubertal male mice (2019)
  • 著者名/発表者名: MOCHIDA Keiji、HASEGAWA Ayumi、OGONUKI Narumi、INOUE Kimiko、OGURA Atsuo
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 巻: 65 号: 5 ページ: 467-473
  • DOI: 10.1262/jrd.2019-042
  • NAID: 130007732105
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Telomere shortening by transgenrational transmission of TNF-α-induced TERRA via ATF7 (2019)
  • 著者名/発表者名: Binbin L, Maekawa T, Yoshida K, Ly N, Inoue K, Hasegawa A, Chatton B, Ogura A, Ishii S.
  • 雑誌名: Nuc Acid Res 巻: 47 号: 1 ページ: 283-298
  • DOI: 10.1093/nar/gky1149
  • 査読あり
• [雑誌論文] Somatic Cell Nuclear Transfer in Mice: Basic Protocol and Its Modification for Correcting X Chromosome Inactivation Status (2018)
  • 著者名/発表者名: Inoue Kimiko、Matoba Shogo、Ogura Atsuo
  • 雑誌名: Methods Mol Biol. 巻: 1861 ページ: 55-65
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-8766-5_5
  • ISBN: 9781493987658, 9781493987665
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aberrant imprinting in mouse trophoblast stem cells established from somatic cell nuclear transfer-derived embryos (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirose Michiko、Hada Masashi、Kamimura Satoshi、Matoba Shogo、Honda Arata、Motomura Kaori、Ogonuki Narumi、Shawki Hossam H.、Inoue Kimiko、Takahashi Satoru、Ogura Atsuo
  • 雑誌名: Epigenetics 巻: 13 号: 7 ページ: 693-703
  • DOI: 10.1080/15592294.2018.1507199
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loss of H3K27me3 Imprinting in Somatic Cell Nuclear Transfer Embryos Disrupts Post-Implantation Development (2018)
  • 著者名/発表者名: Matoba Shogo、Wang Huihan、Jiang Lan、Lu Falong、Iwabuchi Kumiko A.、Wu Xiaoji、Inoue Kimiko、Yang Lin、Press William、Lee Jeannie T.、Ogura Atsuo、Shen Li、Zhang Yi
  • 雑誌名: Cell Stem Cell 巻: 23 号: 3 ページ: 343-354
  • DOI: 10.1016/j.stem.2018.06.008
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Identification of quantitative trait loci associated with the susceptibility of mouse spermatozoa to cryopreservation (2018)
  • 著者名/発表者名: Liu J, Mochida K, Hasegawa A, Inoue K, Ogura A.
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 巻: 64 号: 2 ページ: 117-127
  • DOI: 10.1262/jrd.2017-148
  • NAID: 130006699699
  • ISSN: 0916-8818, 1348-4400
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Efficient and scheduled production of pseudopregnant female mice for embryo transfer by estrous cycle synchronization (2017)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa A, Mochida K, Ogonuki N, Hirose M, Tomishima T, Inoue K, Ogura A.
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 巻: 63 号: 6 ページ: 539-545
  • DOI: 10.1262/jrd.2017-068
  • NAID: 130006250262
  • ISSN: 0916-8818, 1348-4400
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Histone H3 Methylated at Arginine 17 Is Essential for Reprogramming the Paternal Genome in Zygotes. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hatanaka Y, Tsusaka T, Shimizu N, Morita K, Suzuki T, Machida S, Satoh M, Honda A, Hirose M, Kamimura S, Ogonuki N, Nakamura T, Inoue K, Hosoi Y, Dohmae N, Nakano T, Kurumizaka H, Matsumoto K, Shinkai Y, Ogura A.
  • 雑誌名: Cell Rep 巻: 20(12) 号: 12 ページ: 2756-2765
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2017.08.088
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The rodent-specific microRNA cluster within the Sfmbt2 gene is imprinted and essential for placental development. (2017)
  • 著者名/発表者名: Inoue K, Hirose M, Inoue H, Hatanaka Y, Honda A, Hasegawa A, Mochida K, Ogura A.
  • 雑誌名: Cell Reports、印刷中 巻: -
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hyper-reactive cloned mice generated by direct nuclear transfer of antigen-specific CD4+ T cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kaminuma O, Katayama K, Inoue K, Saeki M, Nishimura T, Kitamura N, Shimo Y, Tofukuji S, Ishida S, Ogonuki N, Kamimura S, Oikawa M, Katoh S, Mori A, Shichijo M, Hiroi T, Ogura A.
  • 雑誌名: EMBO Reports、印刷中 巻: -
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CRISPR/Cas9-mediated genome editing in wild-derived mice: generation of tamed wild-derived strains by mutation of the a (nonagouti) gene (2017)
  • 著者名/発表者名: Michiko Hirose, Ayumi Hasegawa, Keiji Mochida, Shogo Matoba, Yuki Hatanaka, Kimiko Inoue, Tatsuhiko Goto, Hideki Kaneda, Ikuko Yamada, Tamio Furuse, Kuniya Abe, Yoshihisa Uenoyama, Hiroko Tsukamura, Shigeharu Wakana, Arata Honda, and Atsuo Ogura
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 42476-42476
  • DOI: 10.1038/srep42476
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mouse D1Pas1, a DEAD-box RNA helicase, is required for the completion of first meiotic prophase in male germ cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Inoue H, Ogonuki N, Hirose M, Hatanaka Y, Matoba S, Chuma S, Kobayashi K, Wakana S, Noguchi J, Inoue K, Tanemura K, *Ogura A
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 478 号: 2 ページ: 592-8
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.07.109
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] 胎盤特異的インプリント遺伝子Sfmbt2内のマイクロRNAクラスターのインプリント消失は体細胞クローンマウスの胎盤異常を引き起こす (2019)
  • 著者名/発表者名: 井上 貴美子, 越後貫 成美, 上村 悟氏, 井上 弘貴, 的場 章悟, 廣瀬 美智子, 本多 新, 三浦 健人, 羽田 政司, 百々 由希子, 長谷川 歩未, 持田 慶司, 小倉 淳郎
  • 学会等名: 日本繁殖生物学会
• [学会発表] クローンマウスの胎盤過形成はSfmbt2 miRNAクラスターのインプリント消失により引き起こされる (2019)
  • 著者名/発表者名: 井上貴美子，越後貫成美，上村悟氏，井上弘貴，的場章悟，廣瀬美智子，三浦健人，羽田政司，百々由希子，長谷川歩未，持田慶司，小倉淳郎
  • 学会等名: 日本実験動物学会
• [学会発表] 胎盤特異的な父性発現遺伝子Sfmbt2の欠損マウス個体における表現型の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 井上貴美子、廣瀬美智子、長谷川歩未、持田慶司、小倉淳郎
  • 学会等名: 日本実験動物学会
• [学会発表] 胎盤特異的な父性発現遺伝子Sfmbt2の欠損マウス個体における表現型の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 井上貴美子、廣瀬美智子、長谷川歩未、持田慶司、小倉淳郎
  • 学会等名: 日本繁殖生物学会
• [学会発表] The rodent-specific microRNA cluster within the Sfmbt2 gene is imprinted and essential for placental development (2017)
  • 著者名/発表者名: Kimiko Inoue, Michiko Hirose, Hiroki Inoue, Yuki Hatanaka, Arata Honda, Ayumi Hasegawa, Keiji Mochida, Atsuo Ogura
  • 学会等名: Epigeneticsシンポジウム2017
  • 発表場所: 茨城県、つくば市
  • 年月日: 2017-02-16
• [学会発表] 抗原特異的CD4陽性T細胞由来の核移植クローンマウス作製 (2017)
  • 著者名/発表者名: 井上貴美子、神沼修、越後貫成美、上村悟氏、及川真実、的場章悟、廣井隆親、小倉淳郎
  • 学会等名: 第64回実験動物学会
• [学会発表] The rodent-specific microRNA cluster within the Sfmbt2 gene is imprinted and essential for placental development (2017)
  • 著者名/発表者名: Kimiko Inoue, Michiko Hirose, Hiroki Inoue, Yuki Hatanaka, Arata Honda, Ayumi Hasegawa, Keiji Mochida, Atsuo Ogura
  • 学会等名: 4th World Congress of Reproductive Biology 2017
  • 国際学会
• [学会発表] バイオリソースセンターにおける実験動物の生殖工学技術の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 井上 貴美子、 長谷川 歩未、 持田 慶司、小倉 淳郎
  • 学会等名: Cryoconference2017
  • 招待講演
• [備考] 遺伝工学基盤技術室HP
  • URL: http://ja.brc.riken.jp/lab/kougaku/index.html
• [備考] 体細胞クローンマウスの胎盤異常の原因を解明
  • URL: https://www.riken.jp/press/2020/20200501_2/index.html
• [備考] 遺伝工学基盤技術室ホームページ
  • URL: https://ja.brc.riken.jp/lab/kougaku/index.html
• [備考] 遺伝工学基盤技術室ホームページ
  • URL: http://ja.brc.riken.jp/lab/kougaku/index.html