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母性ヒストンによるゲノムインプリンティングの生理的意義の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H02359
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分42030:動物生命科学関連
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 梓  国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 上級研究員 (60814910)

研究分担者 的場 章悟  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 (20585202)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2020年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2019年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2018年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワードエピジェネティクス / 卵 / 胎盤 / ヒストン修飾 / インプリンティング / ヒストン / 経世代エピゲノム / ヒストン型インプリンティング / 胚体外組織 / 着床前発生 / ポリコーム / クロマチン / 受精卵
研究成果の概要

細胞は父由来と母由来の染色体を有しており、それらは異なる機能を発揮します。そのメカニズムとして、DNAのメチル化というエピジェネティック機構が知られていました。しかし近年の我々の研究で、マウスの初期胚においては、DNAを収納するヒストンというタンパク質の化学修飾が父母染色体に異なる機能を発揮させることがわかってきました。このヒストンによる父母染色体の機能制御機構を破綻させると、マウスの発生に異常が生じました。本研究では、X染色体の不活性化に必須なXistという遺伝子の発現異常が発生に悪影響を与えており、Xistの発現を正常化させると、上述のマウスの発生を回復させられることを示しました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生物は環境に応じて変化します。その変化した表現型に選択がかかり、それが子孫に伝わることで進化が起こります。表現型の情報の伝達を担うのが、卵や精子(配偶子)です。配偶子には、ゲノムとその取扱説明書にあたるエピゲノムが含まれており、エピゲノムの一部も次世代に伝わり、表現型の形成に寄与します。エピゲノムはゲノムと違い環境により変化するので、配偶子のエピゲノムは環境に応じた生物の進化に寄与する可能性があります。本研究では、卵から次世代に伝わるエピゲノムの機能に関する知見を深化させました。この成果は、配偶子のエピゲノムという視点から生物進化のメカニズムを考察するための礎になると期待されます。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 7件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 14件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 4件、 招待講演 16件) 図書 (4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Boston Children's Hospital(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] H2AK119ub1 guides maternal inheritance and zygotic deposition of H3K27me3 in mouse embryos2021

    • 著者名/発表者名
      Mei Hailiang、Kozuka Chisayo、Hayashi Ryoya、Kumon Mami、Koseki Haruhiko、Inoue Azusa
    • 雑誌名

      Nature Genetics

      巻: 53 号: 4 ページ: 539-550

    • DOI

      10.1038/s41588-021-00820-3

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Epigenetic abnormalities associated with somatic cell nuclear transfer2021

    • 著者名/発表者名
      Ogura Atsuo、Matoba Shogo、Inoue Kimiko
    • 雑誌名

      Reproduction

      巻: -

    • DOI

      10.1530/rep-21-0013

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tsga8 is required for spermatid morphogenesis and male fertility in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Yuki、Tomizawa Shin-ichi、Ono Michio、Kuroha Kazushige、Minamizawa Keisuke、Natsume Koji、Dizdarevic Selma、Dockal Ivana、Tanaka Hiromitsu、Kawagoe Tatsukata、Seki Masahide、Suzuki Yutaka、Ogonuki Narumi、Inoue Kimiko、Matoba Shogo、Anastassiadis Konstantinos、Mizuki Nobuhisa、Ogura Atsuo、Ohbo Kazuyuki
    • 雑誌名

      Development

      巻: 148 号: 8

    • DOI

      10.1242/dev.196212

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Autologous transplantation of spermatogonial stem cells restores fertility in congenitally infertile mice2020

    • 著者名/発表者名
      Kanatsu-Shinohara Mito、Ogonuki Narumi、Matoba Shogo、Ogura Atsuo、Shinohara Takashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 117 号: 14 ページ: 7837-7844

    • DOI

      10.1073/pnas.1914963117

    • NAID

      120006826644

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A non-mosaic transchromosomic mouse model of Down syndrome carrying the long arm of human chromosome 212020

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Yasuhiro、Gao Feng J、Li Yicong、Moyer Anna J、Devenney Benjamin、Hiramatsu Kei、Miyagawa-Tomita Sachiko、Abe Satoshi、Kazuki Kanako、Kajitani Naoyo、Uno Narumi、Takehara Shoko、Takiguchi Masato、Yamakawa Miho、Hasegawa Atsushi、Shimizu Ritsuko、Matsukura Satoko、Noda Naohiro、et al.
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 9 ページ: 1-29

    • DOI

      10.7554/elife.56223

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Efficient production of large deletion and gene fragment knock-in mice mediated by genome editing with Cas9-mouse Cdt1 in mouse zygotes2020

    • 著者名/発表者名
      Mizuno-Iijima Saori、他20名、Okada-Iwabu Miki、Iwabu Masato、Yagami Ken-ichi、Ogura Atsuo、Obata Yuichi、Takahashi Satoru、Mizuno Seiya、Yoshiki Atsushi、Sugiyama Fumihiro
    • 雑誌名

      Methods

      巻: - ページ: 30328-7

    • DOI

      10.1016/j.ymeth.2020.04.007

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Loss of H3K27me3 imprinting in the Sfmbt2 miRNA cluster causes enlargement of cloned mouse placentas2020

    • 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

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of assisted reproductive technologies for Mus spretus2020

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa Ayumi、Mochida Keiji、Matoba Shogo、Inoue Kimiko、Hama Daiki、Kadota Masayo、Hiraiwa Noriko、Yoshiki Atsushi、Ogura Atsuo
    • 雑誌名

      Biology of Reproduction

      巻: 104 号: 1 ページ: 234-243

    • DOI

      10.1093/biolre/ioaa177

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Generation of chimeric mice with spermatozoa fully derived from embryonic stem cells using a triple-target CRISPR method for Nanos3†2020

    • 著者名/発表者名
      Miura Kento、Matoba Shogo、Hirose Michiko、Ogura Atsuo
    • 雑誌名

      Biology of Reproduction

      巻: 104 号: 1 ページ: 223-233

    • DOI

      10.1093/biolre/ioaa176

    • NAID

      130007925789

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 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 hamsters2020

    • 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

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Allelic H3K27me3 to allelic DNA methylation switch maintains noncanonical imprinting in extraembryonic cells2019

    • 著者名/発表者名
      Chen Zhiyuan、Yin Qiangzong、Inoue Azusa、Zhang Chunxia、Zhang Yi
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 5 号: 12 ページ: 7246-7246

    • DOI

      10.1126/sciadv.aay7246

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Loss of Ikbkap/Elp1 in mouse oocytes causes spindle disorganization, developmental defects in preimplantation embryos and impaired female fertility2019

    • 著者名/発表者名
      Yang Kuo-Tai、Inoue Azusa、Lee Yi-Jing、Jiang Chung-Lin、Lin Fu-Jung
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 18875-18875

    • DOI

      10.1038/s41598-019-55090-1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Acyl-CoA synthetase 6 regulates long-chain polyunsaturated fatty acid composition of membrane phospholipids in spermatids and supports normal spermatogenic processes in mice2019

    • 著者名/発表者名
      Shishikura Kyosuke、Kuroha Sayoko、Matsueda Shinnosuke、Iseki Hachiro、Matsui Takeshi、Inoue Azusa、Arita Makoto
    • 雑誌名

      The FASEB Journal

      巻: 33 号: 12 ページ: 14194-14203

    • DOI

      10.1096/fj.201901074r

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Paternal knockout of Slc38a4/SNAT4 causes placental hypoplasia associated with intrauterine growth restriction in mice2019

    • 著者名/発表者名
      Matoba Shogo、Nakamuta Shoko、Miura Kento、Hirose Michiko、Shiura Hirosuke、Kohda Takashi、Nakamuta Nobuaki、Ogura Atsuo
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 116 号: 42 ページ: 21047-21053

    • DOI

      10.1073/pnas.1907884116

    • NAID

      130007719356

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Maternal Eed knockout causes loss of H3K27me3 imprinting and random X inactivation in the extraembryonic cells2018

    • 著者名/発表者名
      Inoue A, Chen Z, Yin Q, Zhang Y.
    • 雑誌名

      Genes and Development

      巻: 32 号: 23-24 ページ: 1525-1536

    • DOI

      10.1101/gad.318675.118

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Maternal epigenetic inheritance by PRC1-PRC2 crosstalk2020

    • 著者名/発表者名
      Inoue A
    • 学会等名
      The RIKEN-Helmholtz Zentrum Munchen joint epigenetics seminar
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 母性エピゲノムの伝承機構~体細胞クローンとの関連~2020

    • 著者名/発表者名
      井上梓
    • 学会等名
      第113回日本繁殖生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Intergenerational epigenetic inheritance in mammals2020

    • 著者名/発表者名
      井上梓
    • 学会等名
      京都大学iPS研究所(CiRA) retreat 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Maternal epigenetic inheritance by maternal histones2019

    • 著者名/発表者名
      井上梓
    • 学会等名
      中国科学院北京校
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Intergenerational epigenetic inheritance by maternal histones2019

    • 著者名/発表者名
      井上梓
    • 学会等名
      清華大学
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 母性ヒストンによるエピゲノム遺伝機構2019

    • 著者名/発表者名
      井上梓
    • 学会等名
      第91回日本遺伝学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 母性ヒストンによるエピゲノム遺伝機構2019

    • 著者名/発表者名
      井上梓
    • 学会等名
      大阪大学蛋白質研究所セミナー「細胞運命を決定する核空間制御」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 母性ヒストンによるエピゲノム遺伝機構2019

    • 著者名/発表者名
      井上梓
    • 学会等名
      遺伝研研究会「有性生殖に関わる染色体・クロマチン・核動態に関わる研究」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 胎盤特異的インプリンティングの制御機構2019

    • 著者名/発表者名
      井上梓
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マウスY染色体上遺伝子ノックアウトによる性スペクトラム表現型への影響2019

    • 著者名/発表者名
      的場章悟、三浦健人、尾崎藍、小倉淳郎、田村勝
    • 学会等名
      第162回日本獣医学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 胎盤に発現するアミノ酸トランスポーター遺伝子Slc38a4のノックアウトマウス胚は胎盤低形成および胎児発育不全を示す2019

    • 著者名/発表者名
      的場章悟、中牟田祥子、三浦健人、広瀬美智子、中牟田信明、小倉淳郎
    • 学会等名
      第112会日本繁殖生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] DNAメチル化によらない新しいゲノム刷り込み機構2019

    • 著者名/発表者名
      井上梓
    • 学会等名
      第6回御茶ノ水サイエンス倶楽部
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 母性ヒストンによる新しいゲノム刷り込み機構2019

    • 著者名/発表者名
      井上梓
    • 学会等名
      第9回定量生物学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 母性ヒストンによるゲノム刷り込み機構2018

    • 著者名/発表者名
      井上梓
    • 学会等名
      高知大学セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 哺乳類の受精卵におけるエピゲノム再編成機構2018

    • 著者名/発表者名
      井上梓
    • 学会等名
      首都大学東京教室セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 母性ヒストンによるゲノム刷り込み機構2018

    • 著者名/発表者名
      井上梓
    • 学会等名
      第36回日本受精着床学会総会・学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Genomic imprinting by maternal histones2018

    • 著者名/発表者名
      Azusa Inoue
    • 学会等名
      第16回幹細胞シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Genomic imprinting by maternal histones2018

    • 著者名/発表者名
      Azusa Inoue
    • 学会等名
      第12回日本エピジェネティクス研究会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The zygote world~Epigenetic reprogramming & Genomic imprinting~2018

    • 著者名/発表者名
      Azusa Inoue
    • 学会等名
      Seminar at Chinese Academy of Sciences at Beijing
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Functional insight into maternal H3K27me3-mediated imprinting2018

    • 著者名/発表者名
      Azusa Inoue, Yi Zhang
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asia, Epigenetics & Chromatin
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] XCI dynamics in the absence of Xist imprinting2018

    • 著者名/発表者名
      井上梓
    • 学会等名
      第6回X染色体研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 実験医学2021年4月号 概論「経世代エピゲノム-獲得形質の遺伝を再考する-」2021

    • 著者名/発表者名
      井上梓
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      羊土社
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 実験医学2021年4月号 各論「母性エピゲノムの確立と伝承」2021

    • 著者名/発表者名
      井上梓
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      羊土社
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 実験医学2021年4月号 各論「配偶子形成を経ない体細胞クローンの解析から見えてくる経世代エピゲノムの重要性」2021

    • 著者名/発表者名
      的場章悟
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      羊土社
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 実験医学別冊 エピゲノムをもっと見るためのクロマチン解析実践プロトコール「CUT&RUN-少数細胞よりタンパク質が結合しているDNA領域を特定する-」2020

    • 著者名/発表者名
      椙下紘貴、薬師寺那由多、井上梓
    • 総ページ数
      20
    • 出版者
      羊土社
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] Metabolic Epigenetics YCI Lab Website

    • URL

      https://www.azusainoue-lab-riken.com/home-1

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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