| 研究課題/領域番号 |
20K21360
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分42:獣医学、畜産学およびその関連分野
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
谷本 啓司 筑波大学, 生命環境系, 教授 (90261776)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | エピゲノム / 精子 / プロタミン / アルギニンメチル化 / PRMT1 / マウス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
予備検討で見いだした、マウス精子プロタミンのアルギニンメチル化修飾について、その生物学的意義を解析する。
・プロタミンを抽出・精製し、質量分析によりメチル化部位を同定する。同定したメチル化アルギニンに対する抗体を作成する。
・メチル化反応の触媒酵素を、in vitro メチル化アッセイにより同定する。
・抗メチル化プロタミン抗体により、そのゲノム分布を明らかにする。
・メチル化酵素の精子特異的ノックアウトマウスを作製し、交配により得られる初期胚を用いて、受精直後に精子由来ゲノムにみられる能動的脱メチル化反応と、最初期（1 細胞期）と、その後（2 細胞期）に活性化される遺伝子発現の変化を解析する。
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| 研究成果の概要 |
親（配偶子）から子に継承される、DNA以外の遺伝情報の新規の担い手として、精子クロマチンに豊富に存在し、アルギニン残基を多く含むプロタミンを想定し、その化学修飾がエピゲノム情報として機能する可能性や、受精後の初期発生における役割について探究した。その結果、in vitroではアルギニンメチル化酵素（PRMT）による触媒が検出されたが、哺乳動物細胞では、その明確な証拠が認められなかった。そこで、PRMT1遺伝子を精子特異的に欠損させた結果、既報のように不妊とはならなかったが、体外受精後、ほぼ半数の胚で異常胚を生じた。これに、プロタミンのメチル化異常が関与するのかは、現時点では分からない。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年、親が曝された環境要因（栄養状態、精神的ストレス、化学物質等）が、次世代（疾患の罹患率など）に影響を与える例が、疫学調査やモデル動物を用いた実験から示されている。これは、配偶子に生じたエピジェネティックな変化が、次世代での遺伝子発現を変化させた結果であると考えられている。これまで、変化の主体はDNAメチル化やヒストンの化学修飾が考えられてきた。精子プロタミンの翻訳後修飾が遺伝情報担体として機能することが分かれば、親から子へ継承されるエピゲノム研究に新たな次元を与える重要な発見となる。
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