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CMS画分を用いたATF7による精子エピゲノムの分子的制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K06189
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分43050:ゲノム生物学関連
研究機関日本医科大学 (2021)
国立研究開発法人理化学研究所 (2018-2020)

研究代表者

吉田 圭介  日本医科大学, 医学部, 准教授 (80587452)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード精子エピゲノム / エピジェネティクス / 環境ストレス / 継世代効果 / 成熟精子 / エピゲノム / miRNA / tsRNA / 精子 / ヒストン / Transgenerational effect
研究成果の概要

疫学的・実験的解析から、親の受けたストレスがDNA配列変化を伴わず、子孫の表現型に影響することが知られている。しかし、その具体的なメカニズムは明らかになっていない。本研究では、「父親の受けたストレスによって精子細胞のエピゲノム状態が変化し、これが次世代へと継承されることで表現型に影響するのではないか」を作業仮説とし、これを検証することを目的とした。まず、精子細胞のエピゲノム状態を解析するために、成熟精子のみを精製し、信頼性の高い精子ヒストン結合領域の解析法を確立した。この手法を用いて、栄養学的ストレス及び精神学的ストレスによって、精巣・精子細胞のヒストン修飾状態が変化することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

親の受けたストレスがDNA配列変化を伴わず、次世代の表現型に影響する現象の分子メカニズムを明らかにすることは、進化学の理論構築に貢献するだけでなく、疾患表現型の解明においても重要ではないかと考えられる。こうした遺伝現象の分子メカニズムの研究をさらに進めることによって、子供の疾患のリスク因子(栄養学的・免疫学的ストレスなど)を同定することができる。出産前のカップルが積極的にこうしたリスク因子を避けることによって、健康な新生児を出産できる確率が上がることが期待され、これは特に少子化の進んでいる本邦において重要であると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11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 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Universite de Strasbourg(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Intergenerational effect of short-term spaceflight in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Yoshida, Shin-Ichiro Fujita, Ayako Isotani, Takashi Kudo, Satoru Takahashi, Masahito Ikawa, Dai Shiba, Masaki Shirakawa, Masafumi Muratani, Shunsuke Ishii
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ATF7-Dependent Epigenetic Changes Are Required for the Intergenerational Effect of a Paternal Low-Protein Diet2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Keisuke、Maekawa Toshio、Ly Nhung Hong、Fujita Shin-ichiro、Muratani Masafumi、Ando Minami、Katou Yuki、Araki Hiromitsu、Miura Fumihito、Shirahige Katsuhiko、Okada Mariko、Ito Takashi、Chatton Bruno、Ishii Shunsuke
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 78 号: 3 ページ: 445-458.e6

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2020.02.028

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mapping of histone-binding sites in histone replacement-completed spermatozoa2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Keisuke、Muratani Masafumi、Araki Hiromitsu、Miura Fumihito、Suzuki Takehiro、Dohmae Naoshi、Katou Yuki、Shirahige Katsuhiko、Ito Takashi、Ishii Shunsuke
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1038/s41467-018-06243-9

    • NAID

      120007128478

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 父親の環境ストレスによる精子エピゲノム変化と継世代遺伝2021

    • 著者名/発表者名
      吉田圭介
    • 学会等名
      日本遺伝学会第93回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Maintenance and inheritance of chromatin structure altered by environmental stress via epigenetic change2020

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Yoshida
    • 学会等名
      9th Symposium of the Smart-Aging Research Center
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 父親マウスの低タンパク食の影響の遺伝は、ATF7に依存する2019

    • 著者名/発表者名
      吉田圭介
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会0039-2359
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 単一成熟精子画分を用いた 残存ヒストン結合領域の同定2018

    • 著者名/発表者名
      吉田 圭介、村谷 匡史、三浦 史仁、荒木 啓充、白髭 克彦、伊藤 隆司、石井 俊輔
    • 学会等名
      第12回エピジェネティクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 「父親の環境ストレスの遺伝」 実験医学4月号 特集「世代を超えるエピゲノム」2021

    • 著者名/発表者名
      吉田圭介、石井俊輔
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      羊土社
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] 「エピゲノム変化の世代を超えた遺伝」医学のあゆみ 272巻1号2020

    • 著者名/発表者名
      吉田圭介、 成耆鉉、 石井俊輔
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      医歯薬出版株式会社
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 父親の食事が子供の代謝に影響するメカニズムを解明

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2020/20200320_1/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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