マウスにおけるエピゲノム種内多型の同定および遺伝的多型や表現型多様性との関係性

• 研究課題/領域番号: 21200037
• 研究種目: 新学術領域研究(研究課題提案型)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 基礎ゲノム科学; 遺伝・ゲノム動態
• 研究機関: 九州大学 (2010-2011); 国立遺伝学研究所 (2009)
• 研究代表者: 一柳 健司 九州大学, 生体防御医学研究所, 助教 (70401560)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 30,940千円 (直接経費: 23,800千円、間接経費: 7,140千円); 2011年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円); 2010年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円); 2009年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
• キーワード: ゲノム多様性 / ゲノム機能・発現 / エピゲノム多様性 / エピゲノム / DNAメチル化 / 表現型分離 / 種分化 / レトロトランスポゾン

研究概要

生物は同一種であっても個体ごとに表現型が異なる。この性質は個体集団内に表現型の分離を稀に引き起こし、種分化の原動力となる。これまで個体差の問題は主に集団内の遺伝的多様性を通して説明されており、エピジェネティツクな多様性との関係はほとんど研究されていなかった。そこで、本研究では大規模シーケンサーを用いて同一種に属するが亜種が異なるマウスについてゲノムワイドにＤＮＡメチル化状態を比較した。まず本研究を進めるにあたって、ＭＢＤタンパク質を利用して効率的にメチル化ＤＮＡ領域を回収する方法を開発した。この方法は現在用いられているメチル化ＤＮＡ濃縮法の中で最も濃縮率が良く、大規模シーケンサーを用いて解析する(MBD-seq)際の必要リード数、シーケンシンクコストを低下させることに成功した。この技術を（株）医学生物学研究所に移転し、現在、同社より市販化されている。肝臓と精子ＤＮＡについてMBD-seq法で解析し、二系統間でメチル化レベルが異なる領域をそれぞれ約1500ヵ所、約5000ヵ所同定した。興味深いことに、肝臓においてメチル化レベルが異なっていた領域の約半分は精子でもメチル化レベルが異なっていた。また、いくつかの領域についてＦ１雑種の解析を行い、メチル化レベルの差は主にシス配列によって制御されていることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Inhibition of MspI cleavage activity by hydroxymethylation of the CpG site : A concern for DNA modification studies using restriction endonucleases (2012)
  • 著者名/発表者名: Ichiyanagi, K.
  • 雑誌名: Epigenetics 巻: 7 号: 2 ページ: 131-136
  • DOI: 10.4161/epi.7.2.18909
  • 査読あり
• [雑誌論文] Locus- and domain-dependent control of DNA methylation at mouse B1 retrotransposons during male germ cell development (2011)
  • 著者名/発表者名: Ichiyanagi, K., Li, Y., Watanabe, T., Ichiyanagi, T., Fukuda, K., Kitayama, J., Yamamoto, Y., Kuramochi-Miyagawa, S., Nakano, T., Yabuta, Y., Seki, Y., Saitou, M., Sasaki, H.
  • 雑誌名: Genome Research 巻: 21 号: 10 ページ: 2058-2066
  • DOI: 10.1101/gr.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role for piRNAs and non-coding RNA in de novo DNA methylation of the imprinted mouse Rasgrf1 locus (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, T., Tomizawa, S., Mitsuya, K., Totoki, Y., Yamamoto, Y., Kuramochi-Miyagawa, S., Iida, N., Hoki, Y., Murphy, P.J., Toyoda, A., Gotoh, K., Hiura, H., Arima, T., Fujiyama, A., Sado, T., Shibata, T., Nakano, T., Lin, H., Ichiyanagi, K., Soloway, P.D., Sasaki, H
  • 雑誌名: Science 巻: 332 号: 6031 ページ: 848-52
  • DOI: 10.1126/science.1203919
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role for piRNAs and non-coding RNA in de novo DNA methylation of the imprinted mouse Rasgrf1 locus. (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, T., Tomizawa, S., Mitsuya, K., Totoki, Y., Yamamoto, Y., Kuramochi-Miyagawa, S., Iida, N., Hoki, Y., Murphy, P.J., Toyoda, A., Gotoh, K., Hiura, H., Arima, T., Fujiyama, A., Sado, T., Shibata, T., Nakeno, T., Lin, H., Ichiyanagi, K., Soloway, P.D., Sasaki
  • 雑誌名: Science 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] ゲノムワイドなＤＮＡメチル化解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 一柳健司, 佐々木裕之
  • 雑誌名: 分子細胞治療8 ページ: 372-376
• [学会発表] Epigenetic differences between mouse subspecies in somatic and germ cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Ichiyanagi, T, Toh, H., Ohkawa, Y., Sasaki, H., Ichiyanagi, K.
  • 学会等名: Gordon Research Conference
  • 発表場所: 米国マサチュセッツ州
  • 年月日: 2011-08-07
• [学会発表] Epigenetic differences between mouse subspecies in somatic and germ cells. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ichiyanagi, T., Toh, H., Ohkawa, Y., Sasakil, H., and Ichiyanagi, K.
  • 学会等名: Gordon Research Conference
  • 発表場所: USA, MA
• [学会発表] マウス亜種間における体細胞および生殖細胞でのDNAメチル化の違い (2011)
  • 著者名/発表者名: 一柳朋子, 藤英博, 大川恭行, 佐々木裕之, 一柳健司
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] piRNA-independent, but genomic-location-dependent control of DNA methylation of mouse B1 retrotransposon during male germ-line development. (2010)
  • 著者名/発表者名: 一柳健司、李玉鳳、北山淳子、渡部聡朗、山本耕裕、佐々木裕之
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-12-08
• [学会発表] マウス精子形成過程におけるB1レトロトランスポゾンのDNAメチル化はpiRNAに依存せず、ローカス特異的に制御されている (2010)
  • 著者名/発表者名: 一柳健司、李玉鳳、北山淳子、渡部聡朗、山本耕裕、佐々木裕之
  • 学会等名: 日本遺伝学会第82回札幌大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-09-21
• [備考]
  • URL: http://www.bioreg.kyushu-u.ac.jp/labo/epigenome/index.html