新規転写因子ＥＧＡＭ１ホメオタンパク質群による遺伝子発現と胚発生制御の分子基盤

• 研究課題/領域番号: 16K07993
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 動物生産科学
• 研究機関: 秋田県立大学
• 研究代表者: 小林 正之 秋田県立大学, 生物資源科学部, 教授 (50211909)
• 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: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 繁殖 / EGAM1ホメオタンパク質群 / 初期胚 / ES細胞 / 発生 / 転写因子 / 遺伝子発現 / ホメオタンパク質 / マウス / 初期発生 / 細胞分化

研究成果の概要

本研究代表者はマウス初期胚より，構造上深い関連性を有する新規転写因子EGAM1ホメオタンパク質群（3種）を発見した。本研究では，胚発生における当該タンパク質群の役割と標的遺伝子を解明し，胚発生や細胞機能を制御する新たな分子基盤の確立を目指した。その結果，EGAM1ホメオタンパク質群は初期胚に含まれる胎仔前駆細胞（内部細胞塊）の形成，および胚発生の初期に形成される胎盤前駆細胞（栄養外胚葉）の形成もしくは維持に重要であることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

EGAM1ホメオタンパク質群は初期胚に含まれる胎仔前駆細胞と胎盤前駆細胞の維持もしくは形成に重要であることより，初期胚の形成とその後の胚着床に重要である。すなわち，初期胚全体の形成もしくは維持に関与する，稀な転写因子であると考えられる。これらのことより，EGAM1ホメオタンパク質群の発現異常は，初期流産の一因になると考えられる。本研究の発展は，産婦人科領域・産業動物の生産等，人類の持続的な発展に大きく寄与する。

研究成果

• [雑誌論文] Site-directed mutagenesis of cysteine to serine residues affects heparin binding and mitogenicity in fibroblast growth factor 4 produced in Escherichia coli (2019)
  • 著者名/発表者名: Kumagai Y., Kikuchi T., Nonaka A., Hiraide M., Sato Suguru, Sakuraoka M., Sasaki A. and Kobayashi M.
  • 雑誌名: Biotechnology & Biotechnological Equipment 巻: 33 号: 1 ページ: 498-503
  • DOI: 10.1080/13102818.2019.1590161
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Exogenous TPRX1 homeoprotein modulates the gene expression of lineage specific transcription factors in human embryonal carcinoma cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Mori Y., Sakuraoka M., Suzuki T., Sato S., Sugawara S., Hiraide M., Sato S. and Kobayashi M.
  • 雑誌名: Biotechnology and Biotechnological Equipment 巻: 32 号: 3 ページ: 646-652
  • DOI: 10.1080/13102818.2018.1447396
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lipoprotein profiles of hepatic cell lines at various stages of differentiation (2017)
  • 著者名/発表者名: Sasaki A., Kimura F., Miura M., Toshima G., Takahashi J., Maruya S., Kobayashi M. and Hata K.
  • 雑誌名: In Vitro Cellular & Developmental Biology - Animal 巻: 53 号: 2 ページ: 93-95
  • DOI: 10.1007/s11626-016-0091-4
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Heterologous production of kasugamycin, an aminoglycoside antibiotic from Streptomyces kasugaensis, in Streptomyces lividans and Rhodococcus erythropolis L-88 by constitutive expression of the biosynthetic gene cluster (2017)
  • 著者名/発表者名: Kasuga, K., Sasaki, A., Matsuo, T., Yamamoto, C., Minato, Y., Kuwahara, N., Fujii, C., Kobayashi, M., Agematsu, H., Tamura, T., Komatsu, M., Ishikawa, J., Ikeda, H., Kojima, I.
  • 雑誌名: Appl. Microbiol. Biotechnol 巻: - 号: 10 ページ: 4259-4268
  • DOI: 10.1007/s00253-017-8189-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ES細胞・iPS細胞の研究動向（依頼総説） (2017)
  • 著者名/発表者名: 小林正之[CA]
  • 雑誌名: 宮城県獣医師会会報 巻: 70 ページ: 186-191
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Knockdown of gene expression by antisense morpholino oligos in preimplantation mouse embryos cultured in vitro. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sato Y., Sato S., Kikuchi T., Nonaka A., Kumagai Y., Sasaki A. and Kobayashi M.
  • 雑誌名: Analytical Biochemistry 巻: 509 ページ: 41-45
  • DOI: 10.1016/j.ab.2016.06.032
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Exogenous expression of homeoprotein EGAM1N prevents in vitro cardiomyogenesis by impairing expression of T and Nkx2.5, but not Mef2c, in mouse embryonic stem cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nonaka A., Yoshida M., Iha M., Kubo Y., Kihara Y., Kikuchi T., Kumagai Y., Sasaki A. and Kobayashi M.
  • 雑誌名: Cytotechnology 巻: 68 号: 6 ページ: 2431-2436
  • DOI: 10.1007/s10616-016-9961-6
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] リポフェクション法による遺伝子導入とpiggyBacトランスポゾンシステムを 組み合わせた，非ウイルスベクターによる高効率なマウスiPS 様細胞の 樹立技術の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 菊地 貴裕、楠原 夏生、野中 愛純、熊谷 友希、平出 美鈴、佐々木 玲、福田 智一、小林 正之
  • 雑誌名: 東北畜産学会報 巻: 66 ページ: 16-22
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] ウシiPS細胞の未分化状態維持に適した培養条件に関する検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 喜多悠斗，平出美鈴，桜岡みづき，西村優花，小林正之
  • 学会等名: 日本畜産学会第127回大会
• [学会発表] EGAM1ホメオタンパク質群によるマウスES細胞から胎盤幹細胞への分化転換とエピゲノム就職との関連 (2020)
  • 著者名/発表者名: 桜岡みづき，佐藤梓織，喜多悠斗，小林正之
  • 学会等名: 日本畜産学会第127回大会
• [学会発表] Cumate誘導型の遺伝子発現調節システムを応用したマウスiPS細胞の樹立 (2020)
  • 著者名/発表者名: 西村優花，佐藤卓，桜岡みづき，喜多悠斗，湯上佳美，小林正之
  • 学会等名: 日本畜産学会第127回大会
• [学会発表] All in oneトランスポゾンベクターを用いたブタiPS細胞の樹立と生物学的解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 福田智一，片山雅史，谷哲弥，小林正之
  • 学会等名: 日本畜産学会第127回大会
• [学会発表] ウシiPS様細胞における遺伝子発現に関する研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 喜多悠斗，平出美鈴，桜岡みづき，小林正之
  • 学会等名: 第112回日本繁殖生物学会大会
• [学会発表] EGAM1ホメオタンパク質群と栄養外胚葉関連遺伝子群との関連，遺伝子発現およびDNAメチル化の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 桜岡みづき，佐藤梓織，喜多悠斗，小林正之
  • 学会等名: 第112回日本繁殖生物学会大会
• [学会発表] ウシiPS細胞様細胞の分化多能性に関する研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 喜多悠斗，平出美鈴，桜岡みづき，小林正之
  • 学会等名: 第69回東北畜産学会山形大会
• [学会発表] EGAM1ホメオタンパク質群と胎盤前駆細胞の形成との関連に関する研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 桜岡みづき，佐藤梓織，喜多悠斗，小林正之
  • 学会等名: 第69回東北畜産学会山形大会
• [学会発表] Cumate誘導型の遺伝子発現システムによるマウスiPS細胞の樹立 (2019)
  • 著者名/発表者名: 佐藤卓、桜岡みづき、喜多悠斗、鈴木惇史、小林正之
  • 学会等名: 日本畜産学会第125回大会
• [学会発表] 種々のウシ遺伝子群を応用したウシiPS細胞樹立の試み (2019)
  • 著者名/発表者名: 鈴木崇浩、喜多悠斗、佐藤卓、桜岡みづき、小林正之
  • 学会等名: 日本畜産学会第125回大会
• [学会発表] ホメオタンパク質EGAM1NおよびEGAM1Cは栄養外胚葉関連遺伝子群の発現を促進する (2019)
  • 著者名/発表者名: 桜岡みづき、佐藤梓織、佐藤卓、喜多悠斗、小林正之
  • 学会等名: 日本畜産学会第125回大会
• [学会発表] 哺乳動物細胞によるインターフェロンタウの生産およびその生物活性定量法の開発を目指した試み (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐藤卓、桜岡みづき、鈴木崇浩、小林正之
  • 学会等名: 第68回東北畜産学会大会
• [学会発表] マウス初期胚から発見したEGAM1ホメオタンパク質群と胎盤前駆細胞との関連に関する研究：マウスES細胞からTS細胞への分化誘導 (2018)
  • 著者名/発表者名: 桜岡みづき、佐藤卓、伊波百恵、佐藤梓織、古舘千秋、小林正之
  • 学会等名: 第68回東北畜産学会大会
• [学会発表] Pseudomonas putidaのcmtオペロンを応用したマウスiPS細胞の樹立 (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐藤卓、桜岡みづき、菊地貴裕、小林正之
  • 学会等名: 第111回日本繁殖生物学会大会
• [学会発表] EGAM1ホメオタンパク質群によるマウスES細胞からTS様細胞への分化転換とTS様細胞の継代培養 (2018)
  • 著者名/発表者名: 桜岡みづき、佐藤卓、伊波百恵、佐藤梓織、古舘千秋、小林正之
  • 学会等名: 第111回日本繁殖生物学会大会
• [学会発表] ホメオタンパク質EGAM1 はマウスES細胞から原始内胚葉系列細胞への分化を促進する (2018)
  • 著者名/発表者名: 桜岡みづき，相馬未來，平出美鈴，佐藤卓，鈴木崇浩，小林正之
  • 学会等名: 日本畜産学会第124回大会，東京大学
• [学会発表] Cumate発現調節システムを用いたマウスiPS細胞樹立の試み (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐藤卓，平出美鈴，桜岡みづき，鈴木崇浩，小林正之
  • 学会等名: 日本畜産学会第124回大会，東京大学
• [学会発表] ウシ6転写因子発現ベクターおよびウシLIFを応用したウシiPS様細胞の作出 (2018)
  • 著者名/発表者名: 平出美鈴，佐藤卓，桜岡みづき，鈴木崇浩，福田智一，小林正之
  • 学会等名: 日本畜産学会第124回大会，東京大学
• [学会発表] 動物胚の受胎率向上を目指した、FGF4のヘパリン結合能と細胞増殖促進活性に重要な部位の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 熊谷友希、平出美鈴、佐々木玲、小林正之
  • 学会等名: 第122回日本畜産学会大会
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2017-03-28
• [学会発表] ウシiPS細胞の樹立に必要な遺伝子組換えウシLIFの開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 平出美鈴、楠原夏生、桜岡みづき、鈴木崇浩、熊谷友希、佐藤卓、佐々木玲、小林正之
  • 学会等名: 第122回日本畜産学会大会
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2017-03-28
• [学会発表] ホメオタンパク質EGAM1NおよびEGAM1CによるマウスES細胞から胎盤幹細胞への分化転換 (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐藤卓、佐藤梓織、古館千秋、熊谷友希、平出美鈴、佐々木玲、小林正之
  • 学会等名: 第122回日本畜産学会大会
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2017-03-28
• [学会発表] Application of bovine pluripotency factors for generation of bovine iPS cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiraide, M., Sato, S., Sakuraoka, M., Suzuki, T., Kusuhara, N., Fukuda, T. and Kobayashi M. [CA]
  • 学会等名: Fourth World Congress of Reproductive Biology, Okinawa Convention Center
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of EGAM1 homeoproteins identified in preimplantation mouse embryos on the generation of mouse iPS cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Sato, S., Kikuchi, T., Hiraide, T. and Kobayashi M. [CA]
  • 学会等名: Fourth World Congress of Reproductive Biology, Okinawa Convention Center
  • 国際学会
• [学会発表] マウス初期胚から発見したEGAM1ホメオタンパク質群による，マウスiPS細胞の誘導に必要な山中4因子の代替活性に関する研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐藤卓，平出美鈴，桜岡みづき，鈴木崇浩，小林正之
  • 学会等名: 第67回東北畜産学会青森大会，県民福祉プラザ 県民ホール
• [学会発表] ウシ遺伝子群を応用したウシiPS細胞樹立の試み (2017)
  • 著者名/発表者名: 平出美鈴，佐藤卓，鈴木崇浩，桜岡みづき，福田智一，小林正之
  • 学会等名: 第67回東北畜産学会青森大会，県民福祉プラザ 県民ホール
• [学会発表] 発生培養液に添加したbFGF4Lがウシ体外受精胚の発生と受胎性に及ぼす影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 平田統一，東海林篤，阿部佳代子，鈴木幸太，赤坂茂，千田広幸，佐々木修，佐々木修一，桃田優子，小林正之
  • 学会等名: 日本胚移植研究会・東日本家畜受精卵移植技術研究会合同大会，京都大学
• [学会発表] ウシiPS細胞の樹立を目指したiPS細胞誘導ベクターとウシLIF発現フィーダー細胞の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平出美鈴、熊谷友希、佐々木玲、福田智一、小林正之
  • 学会等名: 第109回日本繁殖生物学会大会
  • 発表場所: 麻布大学
  • 年月日: 2016-09-11
• [学会発表] 動物胚の受胎率向上を目指した技術開発：線維芽細胞増殖因子4(FGF4)の生物活性に重要な部位の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 熊谷友希、平出美鈴、佐々木玲、小林正之
  • 学会等名: 第109回日本繁殖生物学会大会
  • 発表場所: 麻布大学
  • 年月日: 2016-09-11
• [備考] makoba.Lab@APU
  • URL: http://www.akita-pu.ac.jp/bioresource/dbt/biochem/makoba/index.html
• [備考] makoba.Lab@APU
  • URL: https://www.akita-pu.ac.jp/bioresource/dbt/biochem/makoba/index.html