精子残存ヒストンの機能と経世代効果の検討

• 研究課題/領域番号: 18H02369
• 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43010:分子生物学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 岡田 由紀 東京大学, 定量生命科学研究所, 教授 (60546430)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円); 2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2018年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
• キーワード: 精子残存ヒストン / 切断型ヒストン / 精巣特異的ヒストン / 性染色体不活化 / 精子形成 / クロマチン / 精子クロマチン / 経世代効果 / XY body / 精子 / エピゲノム / 精子特異的ヒストン切断 / 精子ヒストン

研究成果の概要

精巣における切断型ヒストンH3の性状と、その経世代効果を明らかにすることを目的とした。精巣内生殖細胞には分化段階特異的に最低二種類の切断型H3が存在し、ひとつはN末端テイル Ala21-Thr22で切断をうける事（csH3）、切断酵素はカテプシンＬである事、csH3は精母細胞XY bodyに集積する事を見出した。この集積はDNA損傷応答下流で起こっていた。csH3を持たない精子の作製を試みたが、分化不全を起こし精子が得られなかった。しかしながら本研究によって、精子形成における切断型ヒストンの存在と発生時期、細胞内局在、切断酵素、切断の上流にあるシグナル経路に関する知見を得ることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、哺乳類精子形成におけるAla21-Thr22切断型H3（csH3）の存在と、DNA損傷応答との関連、さらにはその責任酵素を同定した示した初めての例である。XY bodyにはDNA損傷応答因子に加えて様々なエピゲノム修飾が集積しており、その転写状態は複雑に制御されている。本研究成果は、ヒストンテイル切断によるエピゲノム制御がそこに関与する可能性を強く示唆しており、雄性生殖細胞分化におけるエピジェネティック制御機構にヒストン切断という新たな因子を加えるものである。さらに今後実験手技を改良することによって、切断型ヒストンの経世代効果にも迫れると期待される。

研究成果

• [国際共同研究] INRA/Cochin Institute(フランス)
• [学会発表] 精子におけるN末端テイル切断型ヒストンH3の切断部位とそのゲノム局在の同定 (2019)
  • 著者名/発表者名: 岸本 かの子、牧野 吉倫、根岸 瑠美、岡田 由紀
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会