ウシにおける新たな雄性発現遺伝子の同定

• 研究課題/領域番号: 19K06368
• 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42010:動物生産科学関連
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 金田 正弘 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (80469840)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: DNAメチル化 / ウシ / 単為発生胚 / インプリント遺伝子 / XIST遺伝子 / X染色体不活化 / エピジェネティクス / 雄性発現遺伝子

研究開始時の研究の概要

父由来あるいは母由来の対立遺伝子の一方の遺伝子のみが発現するゲノムインプリンティングという現象が哺乳類には存在する。そのために、ウシの成長、肉質や肉量に影響を与える可能性のある父あるいは母由来の有用な対立遺伝子が発現しない可能性が考えられる。本研究では、申請者らが既に報告したインプリントに関わる父由来の候補遺伝子について、発現様式や発現制御機構をウシ生体を用いて解析し、新規雄性発現遺伝子を特定することを目的とする。そのために、親子関係の明らかなウシを用い、父あるいは母由来のどちらの対立遺伝子が発現しているか、またその発現を制御するDNAメチル化の状態はどのようになっているかを明らかにする。

研究成果の概要

ウシにおける新たな雄性発現遺伝子の同定を目指して、ウシ単為発生胚から樹立した線維芽細胞と、正常胚（オス）から樹立した線維芽細胞の遺伝子発現をマイクロアレイを用いて解析した。その結果から得られた候補遺伝子の発現解析・DNAメチル化の解析を行った。また、ウシにおける発現制御機構が明らかになっていないXIST遺伝子（X染色体不活化に関与するnon-coding RNA）のDNAメチル化による発現制御機構を明らかにするため、DNAメチル化阻害によりウシのオス体細胞でXIST遺伝子の発現が誘導され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

これまでインプリント遺伝子やXIST遺伝子の研究は、もっぱらマウスを用いて行われてきた。多くの成果が得られたものの、ヒトや家畜などの研究からは、これらの遺伝子発現やその制御機構については、多くの動物種差が存在することが分かってきた。今回のウシを用いた研究からは、マウスと同様な遺伝子発現制御機構（DNAメチル化）とともに、それ以外の遺伝子発現制御機構が関与していることが示唆されたことから、進化的側面から非常に興味深い知見が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Heterogeneity of adipose stromal vascular fraction cells from the different harvesting sites in rats (2022)
  • 著者名/発表者名: Hendawy Hanan、Kaneda Masahiro、Yoshida Tadashi、Metwally Elsayed、Hamabe Lina、Yoshida Tomohiko、Shimada Kazumi、Tanaka Ryou
  • 雑誌名: The Anatomical Record 巻: - 号: 12 ページ: 3410-3421
  • DOI: 10.1002/ar.24915
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Strategies to Improve the Efficiency of Somatic Cell Nuclear Transfer (2022)
  • 著者名/発表者名: Srirattana Kanokwan、Kaneda Masahiro、Parnpai Rangsun
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 23 号: 4 ページ: 1969-1969
  • DOI: 10.3390/ijms23041969
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Evaluation of the Safety and Feasibility of Apheresis in Dogs: For Application in Metastatic Cancer Research (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Haru、Elbadawy Mohamed、Fujisaka Koudai、Sato Yomogi、Ohmori Takahiro、Shinohara Yuta、Hatano Yui、Kobayashi Daichi、Gomyo Ayana、Sudo Yuji、Azakami Daigo、Uchide Tsuyoshi、Fukushima Ryuji、Morita Shohei、Abugomaa Amira、Yamawaki Hideyuki、Kaneda Masahiro、Usui Tatsuya、Sasaki Kazuaki
  • 雑誌名: Animals 巻: 11 号: 10 ページ: 2770-2770
  • DOI: 10.3390/ani11102770
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Establishment of Intestinal Organoid from Rousettus leschenaultii and the Susceptibility to Bat-Associated Viruses, SARS-CoV-2 and Pteropine Orthoreovirus (2021)
  • 著者名/発表者名: Elbadawy Mohamed、Kato Yuki、Saito Nagisa、Hayashi Kimika、Abugomaa Amira、Kobayashi Mio、Yoshida Toshinori、Shibutani Makoto、Kaneda Masahiro、Yamawaki Hideyuki、Mizutani Tetsuya、Lim Chang-Kweng、Saijo Masayuki、Sasaki Kazuaki、Usui Tatsuya、Omatsu Tsutomu
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 22 号: 19 ページ: 10763-10763
  • DOI: 10.3390/ijms221910763
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Comparative Study of the Effect of Anatomical Site on Multiple Differentiation of Adipose-Derived Stem Cells in Rats (2021)
  • 著者名/発表者名: Hendawy Hanan、Kaneda Masahiro、Metwally Elsayed、Shimada Kazumi、Tanaka Takashi、Tanaka Ryou
  • 雑誌名: Cells 巻: 10 号: 9 ページ: 2469-2469
  • DOI: 10.3390/cells10092469
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Differentially methylated CpG sites related to fertility in Japanese Black bull spermatozoa: epigenetic biomarker candidates to predict sire conception rate (2021)
  • 著者名/発表者名: TAKEDA Kumiko、KOBAYASHI Eiji、OGATA Kazuko、IMAI Akira、SATO Shinya、ADACHI Hiromichi、HOSHINO Yoichiro、NISHINO Kagetomo、INOUE Masahiro、KANEDA Masahiro、WATANABE Shinya
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 巻: 67 号: 2 ページ: 99-107
  • DOI: 10.1262/jrd.2020-137
  • NAID: 130008028375
  • ISSN: 0916-8818, 1348-4400
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Establishment of 2.5D organoid culture model using 3D bladder cancer organoid culture (2020)
  • 著者名/発表者名: Abugomaa Amira、Elbadawy Mohamed、Yamanaka Megumi、Goto Yuta、Hayashi Kimika、Mori Takashi、Uchide Tsuyoshi、Azakami Daigo、Fukushima Ryuji、Yoshida Toshinori、Shibutani Makoto、Yamashita Risako、Kobayashi Mio、Yamawaki Hideyuki、Shinohara Yuta、Kaneda Masahiro、Usui Tatsuya、Sasaki Kazuaki
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 9393-9393
  • DOI: 10.1038/s41598-020-66229-w
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Efficacy of primary liver organoid culture from different stages of non-alcoholic steatohepatitis (NASH) mouse model (2020)
  • 著者名/発表者名: Elbadawy Mohamed, Yamanaka Megumi, Goto Yuta,Hayashi Kimika,Tsunedomi Ryouichi,Hazama Shoichi,Nagano Hiroaki,Yoshida Toshinori,Shibutani Makoto,Ichikawa Ryo,Nakahara Junta,Omatsu Tsutomu,Mizutani Tetsuya,Katayama Yukie,Shinohara Yuta,Abugomaa Amira,Kaneda Masahiro,Yamawaki Hideyuki,Usui Tatsuya,Sasaki Kazuaki
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 237 ページ: 119823-119823
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2020.119823
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Establishment of a novel experimental model for muscle‐invasive bladder cancer using a dog bladder cancer organoid culture (2019)
  • 著者名/発表者名: Mohamed Elbadawy, Tatsuya Usui, Masahiro Kaneda, et al.
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 110 号: 9 ページ: 2806-2821
  • DOI: 10.1111/cas.14118
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Age-related changes in DNA methylation levels at CpG sites in bull spermatozoa and <i>in vitro</i> fertilization-derived blastocyst-stage embryos revealed by combined bisulfite restriction analysis (2019)
  • 著者名/発表者名: ①Kumiko Takeda, Eiji Kobayashi, Kagetomo Nishino, Akira Imai, Hiromichi Adachi, Yoichiro Hoshino, Satoshi Akagi, Masahiro Kaneda, Shinya Watanabe
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 巻: 65 号: 4 ページ: 305-312
  • DOI: 10.1262/jrd.2018-146
  • NAID: 130007689001
  • ISSN: 0916-8818, 1348-4400
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ウシXIST遺伝子のDNAメチル化による発現制御機構 (2021)
  • 著者名/発表者名: 金田正弘、河原知世
  • 学会等名: 第114回日本繁殖生物学会大会
• [学会発表] 精子核DNAメチル化可変領域を利用した黒毛和種凍結精液の人工授精後の受胎性予測の試み (2021)
  • 著者名/発表者名: 武田久美子・緒方和子・今井昭・佐藤伸哉・井上真寛・木村和輝・熊崎啓将・金田正弘・小林栄治
  • 学会等名: 第114回日本繁殖生物学会大会
• [学会発表] 体細胞クローン牛各種臓器におけるXIST遺伝子のDNAメチル解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 金田正弘，河原知世
  • 学会等名: 第113回日本繁殖生物学会大会
• [学会発表] 黒毛和種雄牛の人工授精後の受胎性指標とする精子核DNAメチル化可変 部位追加による評価精度の向上 (2020)
  • 著者名/発表者名: 武田 久美子、小林 栄治、緒方 和子、今井 昭、佐藤 伸哉、木村 和輝、安達 広通、井上 真寛 、金田 正弘、渡邊 伸也
  • 学会等名: 第113回日本繁殖生物学会大会