ヒストンメチル化のダイナミクスと生体機能

• 研究課題/領域番号: 21370079
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 分子生物学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 立花 誠 京都大学, ウイルス研究所, 准教授 (80303915)
• 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: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円); 2011年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2010年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2009年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
• キーワード: ヒストン / エピジェネティクス / メチル化 / DNAメチル化

研究概要

1. ヒストン脱メチル化酵素、Jhdm2a、Jhdm2bダブルノックアウトマウスの解析
ヒストン脱メチル化酵素、Jhdm2aとJhdm2bは同じ酵素活性を持ち、さらに発現プロファイルも類似している。このことから、機能に重複性が見られることが予想された。まずは遺伝学的に機能の重複性を調べる目的で、Jhdm2aとJhdm2bの双方がヘテロ接合型であるマウスを交配させ、メンデルの法則に従って産仔が生れるのかを調べた。その結果、Jhdm2aとJhdm2bの双方がホモ接合型であるマウスは生まれることが出来なかった。さらに胎児の段階での発生を詳細に解析した結果、受精後7日目よりも早く死亡していることが明らかになった。
2. ヒストン脱メチル化酵素、Jhdm2a、Jhdm2bダブルノックアウトES細胞の解析
上記に示したように、Jhdm2aとJhdm2bはマウスの発生に極めて重要な機能を有することが分かった。この点をさらに細胞レベルで追及しようと試みた。胚性幹(ES)細胞で条件的にJhdm2aとJhdm2bの双方を欠損できるES細胞を樹立してその表現型を調べた。その結果、Jhdm2abを欠損させると非常に遠やかに(およそ4日)ES細胞が死滅することが明らかとなった。この細胞を用いて遺伝子発現プロファイルを解析した結果、およそ数100の遺伝子がJhdm2ab欠損によって発現の低下を引き起こすことが明らかとなった。これらの遺伝子の発現変化がお細胞の細胞死を引き起こすと考えている。

研究成果

• [雑誌論文] Reduced exploration, increased anxiety, and altered social behavior : Autistic-like features of euchromatin histone methyltransferase 1 heterozygous knockout mice. (2010)
  • 著者名/発表者名: Balemans, et al.
  • 雑誌名: Behavioral Brain Research 巻: 208 ページ: 47-55
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proviral silencing in ES cells requires the histone methyltransferase ESET (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsui T., et al.
  • 雑誌名: Nature 巻: 464 ページ: 927-931
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lysine methyltransferase G9a is required for de novo DNA methylation and the establishment but not maintenance of proviral silencing (2010)
  • 著者名/発表者名: Leung D., et al.
  • 雑誌名: PNAS 巻: (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduced exploration, increased anxiety, and altered social behavior : Autistic-like features of euchromatin histone methyltransferase 1 heterozygous knockout mice (2010)
  • 著者名/発表者名: Balemans, et al.
  • 雑誌名: Behavioral Brain Research 208 ページ: 47-55
  • 査読あり
• [雑誌論文] G9a Selectively Represses a Class of Late-Replicating Genes at the Nuclear Periphery in Mouse Embryonic Stem Cells and Derived Neural Precursor Cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Yokochi, et al.
  • 雑誌名: PNAS 106 ページ: 19363-19368
  • 査読あり
• [雑誌論文] Obesity and metabolic syndrome in histone demethylase JHDM2a-deficient mice (2009)
  • 著者名/発表者名: Inagaki, et al.
  • 雑誌名: Genes to cells 14 ページ: 991-1001
  • 査読あり
• [学会発表] ヒストンのメチル化修飾による細胞系列特異的な遺伝子発現機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 立花誠
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸市(招待講演)
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] ヒストンのメチル化による胎盤系列特異的遺伝子の発現制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 立花誠
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2009-12-09
• [備考]
  • URL: http://www.virus.kyoto-u.ac.jp/virus/genomukaihen.html
• [備考]
  • URL: http://www.virus.kyoto-u.ac.jp/virus/genomukaihen.html