クロマチン高次構造から捉えるゲノムインプリンティング機構

• 研究課題/領域番号: 17K07248
• 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: ゲノム生物学
• 研究機関: 国立研究開発法人国立成育医療研究センター
• 研究代表者: 冨川 順子 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 周産期病態研究部, 研究員 (80534990)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: アレル特異的ループ形成 / Grb10 / シスエレメント / アレル特異的ループ構造 / CTCF / アレル特異的 / SNPsplit / 片アレル型オープンクロマチン / 両アレル型オープンクロマチン / ゲノム / 発現制御

研究成果の概要

マウスES細胞を用いて得た、アレル別発現プロファイル、アレル別エピゲノム情報とアレル別クロマチンループ構造を解析したところ、ゲノム全体ではアレル間でのクロマチンループ形成状況に大きな変化はみとめられなかった。しかし、既知のインプリンティング遺伝子であるGrb10遺伝子領域において、発現している母方アレルでGrb10のMajor promoterを含む領域と相互作用する領域を検証したところ、母方アレルでH3K27acとH3K4me1が修飾されている領域が見つかった。この領域を欠損したマウスを作製し、その表現型の検証を試みている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ゲノムインプリンティングは哺乳動物の発生や発育に重要な働きをしており、そのエピジェネティック制御機構の破綻はヒトでは先天異常や癌の発生に関与することが知られている。また、インプリント遺伝子はありふれた（罹患率の高い）疾患にも関与することが示唆されている。例えば、近年の全ゲノム関連解析で、複数の糖尿病感受性SNPがインプリント遺伝子クラスター内に同定されている。マウス細胞をモデル系としてインプリント遺伝子発現に関与するシスエレメントを同定することで、このような疾患感受性SNPの機能推定が可能となると期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Epitranscriptomic profiling in human placenta: N6‐methyladenosine modification at the 5′‐untranslated region is related to fetal growth and preeclampsia (2020)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi Kosuke、Kawai Tomoko、Kitawaki Jo、Tomikawa Junko、Nakabayashi Kazuhiko、Okamura Kohji、Sago Haruhiko、Hata Kenichiro
  • 雑誌名: The FASEB Journal 巻: 34 号: 1 ページ: 494-512
  • DOI: 10.1096/fj.201900619rr
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Conditional Kisspeptin Neuron-Specific Kiss1 Knockout With Newly Generated Kiss1-floxed and Kiss1-Cre Mice Replicates a Hypogonadal Phenotype of Global Kiss1 Knockout Mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Kana Ikegami, Teppei Goto, Sho Nakamura, Youki Watanabe, Arisa Sugimoto, Sutisa Majarune, Kei Horihata, Mayuko Nagae, Junko Tomikawa, Takuya Imamura, Makoto Sanbo, Masumi Hirabayashi, Naoko Inoue, Kei-Ichiro Maeda, Hiroko Tsukamura, Yoshihisa Uenoyama
  • 雑誌名: J Reprod Dev. 巻: in press 号: 4 ページ: 359-367
  • DOI: 10.1262/jrd.2020-026
  • NAID: 130007888736
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Inducible Kiss1 knockdown in the hypothalamic arcuate nucleus suppressed pulsatile secretion of luteinizing hormone in male mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Shiori Minabe, Sho Nakamura, Eri Fukushima, Marimo Sato, Kana Ikegami, Teppei Goto, Makoto Sanbo, Masumi Hirabayashi, Junko Tomikawa, Takuya Imamura, Naoko Inoue, Yoshihisa Uenoyama, Hiroko Tsukamura, Kei-Ichiro Maeda, Fuko Matsuda
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 巻: Epub 号: 4 ページ: 369-375
  • DOI: 10.1262/jrd.2019-164
  • NAID: 130007888724
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Exploring trophoblast-specific Tead4 enhancers through chromatin conformation capture assays followed by functional screening (2019)
  • 著者名/発表者名: Tomikawa Junko、Takada Shuji、Okamura Kohji、Terao Miho、Ogata-Kawata Hiroko、Akutsu Hidenori、Tanaka Satoshi、Hata Kenichiro、Nakabayashi Kazuhiko
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 48 号: 1 ページ: 278-289
  • DOI: 10.1093/nar/gkz1034
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CTCF deletion syndrome: Clinical features and epigenetic delineation (2017)
  • 著者名/発表者名: Hori I, Kawamura R, Nakabayashi K, Watanabe H, Higashimoto K, Tomikawa J, Ieda D, Ohashi K, Negishi Y, Hattori A, Sugio Y, Wakui K, Hata K, Soejima H, Kurosawa K, Saitoh S
  • 雑誌名: Journal of Medical Genetics 巻: 54 号: 12 ページ: 836-842
  • DOI: 10.1136/jmedgenet-2017-104854
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 染色体間相互作用を介した細胞系列特異的Tead4発現制御 (2019)
  • 著者名/発表者名: 冨川順子、高田修治、岡村浩司、阿久津英憲、田中智、秦健一郎、中林一彦
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 発生段階特異的な機能的ゲノム高次構造の探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 冨川順子、西園啓文、秦健一郎、中林一彦
  • 学会等名: 第12回日本エピジェネティクス研究会年会
• [学会発表] Tead4 interactome organized for mouse extraembryonic cell lineage specification (2017)
  • 著者名/発表者名: Junko Tomikawa, Shuji Takada, Kohji Okamura, Keiko Hayashi, Miho Terao, Hidenori Akutsu, Satoshi Tanaka, Kenichiro Hata, Kazuhiko Nakabayashi
  • 学会等名: 72nd Fujihara Seminar
• [学会発表] 染色体間相互作用を介した細胞系列特異的Tead4発現制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 冨川順子、高田修治、岡村浩司、阿久津英憲、田中智、秦健一郎、中林一彦
  • 学会等名: 第35回染色体ワークショップ・第16回核ダイナミクス研究会