母性因子による胚性ゲノム活性化のエピジェネティクス解析

• 研究課題/領域番号: 23380164
• 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: 応用動物科学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 南 直治郎 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (30212236)
• 研究分担者: 松本 和也 近畿大学, 生物理工学部, 教授 (20298938) ; 塚本 智史 放射線医学総合研究所, 主任研究員 (80510693)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円); 2013年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2012年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
• キーワード: マウス初期胚 / エピジェネティクス / 胚性ゲノムの活性化 / 遺伝子発現 / 母性因子 / siRNA / 多能性 / 分化 / Smyd3 / Epigenetics / mouse embryo / development / Oct4 / Cdx2 / 受精卵 / ヒストンメチル化 / Chd1 / タンパク質分解 / ユビキチンプロテアソーム / リソソーム / マウス / 初期胚 / クロマチンリモデリング

研究成果の概要

本研究では、初期胚の遺伝子発現を制御するメカニズムについてエピジェネティクスの観点から解析を行った。遺伝子発現を正に制御するヒストンのエピジェネティック修飾であるヒストンH3の4番目のリジン残基（H3K4）のメチル化に着目し、H3K4のメチル化酵素であるSmyd3とこのメチル化を認識するクロマチンリモデリング因子であるChd1について解析を行った。胚性ゲノムの活性化前の受精卵にSmyd3あるいはChd1を認識するsiRNAを導入し、これら２つのタンパク質の機能を抑制すると、着床以降の発生が抑制され、受精卵移植による産仔数も大きく低下し、Pou5f1、Nanog、Cdx2の発現が著しく減少した。

研究成果

• [雑誌論文] Histone methyltransferase Smyd3 regulates early embryonic lineage commitment in the mouse (2015)
  • 著者名/発表者名: Suzuki S, Nozawa Y, Tsukamoto S, Kaneko T, Imai S, Minami N.
  • 雑誌名: Reproduction 巻: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A hyperactive <i>piggyBac</i> transposon system is an easy-to-implement method for introducing foreign genes into mouse preimplantation embryos (2015)
  • 著者名/発表者名: Suzuki S, Tsukiyama T, Kaneko T, Imai S, Minami N.
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 巻: 61 号: 3 ページ: 241-244
  • DOI: 10.1262/jrd.2014-157
  • NAID: 130005077740
  • ISSN: 0916-8818, 1348-4400
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fluorescence-based visualization of autophagic activity predicts mouse embryo viability (2014)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Tsukamoto S, Hara T, Yamamoto A, Kito S, Minami N, Kubota T, Sato K, Kokubo T
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4 号: 1 ページ: 4533-4533
  • DOI: 10.1038/srep04533
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Functional Analysis of Lysosomes During Mouse Preimplantation Embryo Development (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsukamoto S
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 巻: 59 ページ: 33-39
  • NAID: 10031156809
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mouse zygote-specific proteasome assembly chaperone important for maternal-to-zygotic transition (2013)
  • 著者名/発表者名: Shin SW
  • 雑誌名: Biolology Open 巻: 2 号: 2 ページ: 170-182
  • DOI: 10.1242/bio.20123020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional Analysis of Nocturnin, a Circadian Deadenylase, at Maternal- to-zygotic Transition in Mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishikawa S
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Donor cells at the gl phase enhance homogeneous gene expression among blastomeres in bovine somatic cell nuclear transfer embryos (2012)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto D, Kasamatsu A, Ideta A, Urakawa M, Matsumoto K, Hosoi Y, Iritani A, Aoyagi Y, Saeki K
  • 雑誌名: Cell Reprogram 巻: 14 ページ: 20-28
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and characterization of an oocyte factor required for development of porcine nuclear transfer embryos (2011)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto, K., Nagai, K., Kitamura, N., Nishikawa, T., Ikegami, H., Binh, N., Tsukamoto, S., Matsumoto, M., Tsukiyama, T., Minami, N., Yamada, M., Ariga, H., Miyake, M., Kawarasaki, T., Matsumoto, K., Imai, H.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 108 号: 17 ページ: 7040-7045
  • DOI: 10.1073/pnas.1013634108
  • 査読あり
• [雑誌論文] 卵母細胞特異的に発現するOoglについて (2011)
  • 著者名/発表者名: 南直治郎
  • 雑誌名: 卵子学(森嵩英総編集) ページ: 803-805
• [学会発表] クロマチンリモデリング因子Chd1は胚性ゲノムの活性化を通じて初期胚の最初の分化に関与する (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 伸之介、野澤 佑介、金子 武人、今井 裕、南 直治郎
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会大会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] CHD1 is the zygotic determinant of Oct4 and Cdx2 expression via the Hmgpi pathway during preimplantation development (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, S, Nozawa Y, Tsukamoto S, Kaneko T, Imai H, Minami N.
  • 学会等名: 2014 World Congress of Reproductive Biology
  • 発表場所: Edinburgh, UK
  • 年月日: 2014-09-02 – 2014-09-04
• [学会発表] クロマチンリモデリング因子Chd1は胚性ゲノムの活性化を通じて初期胚の最初の分化に関与する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 伸之介、野澤 佑介、金子 武人、今井 裕、南 直治郎
  • 学会等名: 第107回日本繁殖生物学会大会
  • 発表場所: 帯広市
  • 年月日: 2014-08-20 – 2014-08-24
• [学会発表] マウス初期胚におけるクロマチン再構成タンパク質Chd1に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 伸之介、野澤 佑介、金子 武人、今井 裕、南 直治郎
  • 学会等名: 第106回日本繁殖生物学会大会、2013/ 9/11-14、東京
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-09-11 – 2013-09-14
• [学会発表] マウス初期胚におけるヒストンメチル化酵素Smyd3の役割について (2013)
  • 著者名/発表者名: 野澤 佑介、鈴木 伸之介、塚本 智史、金子 武人、今井 裕、南 直治郎
  • 学会等名: 第106回日本繁殖生物学会大会、2013/ 9/11-14、東京
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-09-11 – 2013-09-14
• [学会発表] Ing3 has an important role during oocyte maturation in the mouse. (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki S, Nozawa Y, Tsukamoto S, Kaneko T, Imai H, Minami N.
  • 学会等名: The 46th Annual Meeting of the Society for the Study of Reproduction
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2013-07-22 – 2013-07-26
• [学会発表] マウス卵母細胞の成熟過程におけるIng3の役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 伸之介、野澤 佑介、金子 武人、今井 裕、南 直治郎
  • 学会等名: 第54回日本哺乳動物卵子学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-05-25 – 2013-05-26
• [学会発表] Effects of chromatin remodeling factor Chd1 on in vitro differentiation of mouse preimplantation embryos (2012)
  • 著者名/発表者名: Suzuki S, Minami N
  • 学会等名: Joint Meeting of the Brithish Society for Cell Biology, Developmental Biology and the Japanese Society for Developmental Biologists
  • 発表場所: Worwick, England
• [学会発表] Effects of chromatin remodeling factor Chd1 on in vitro differentiation of mouse preimplantation embryos (2012)
  • 著者名/発表者名: Suzuki S, Minami N
  • 学会等名: 10th Annual Meeting of International Society for Stem Cell Research
  • 発表場所: Yokohama, Japan
• [学会発表] Oog1 promoter controls the meiosis-specific gene expression in germ cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishida M, Minami N
  • 学会等名: The 45th Annual Meeting of the Society for the Study of Reproduction
  • 発表場所: State Colledge, USA
• [学会発表] Regulation of meiosis-specific gene expression by the promoter of an oocyte-specific gene, Oog1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Minami N
  • 学会等名: The 9th Annual Conference of the Asian Reproductive Biotechnology Society
  • 発表場所: Manila, Philippines
  • 招待講演
• [学会発表] Meiosis-specific gene expression by the promoter of an oocyte-specific gene, Oog1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Minami N
  • 学会等名: 2012 CABX Workshop and International Symposium
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 招待講演
• [学会発表] マウス初期胚におけるクロマチン再構成タンパク質Chd1に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 伸之介、南 直治郎
  • 学会等名: 第105回日本繁殖生物学会大会
  • 発表場所: つくば市
• [学会発表] マウス初期胚におけるヒストンメチル化酵素Smyd3の役割について (2012)
  • 著者名/発表者名: 野澤 佑介、南 直治郎
  • 学会等名: 第105回日本繁殖生物学会大会
  • 発表場所: つくば市
• [学会発表] マウス初期胚におけるクロマチン再構成タンパク質Chd1の役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 伸之介、南 直治郎
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡市
• [学会発表] The functional analysis of Chdl in mouse oocyte maturation using lipid-siRNA complexes (2011)
  • 著者名/発表者名: Suzuki S, Tsukamoto S, Ohta Y, Imai H, Minami N
  • 学会等名: 3^<rd> World Congress of Animal Reproduction
  • 発表場所: ケアンズ(オーストラリア)
  • 年月日: 2011-10-10
• [学会発表] マウス卵母細胞特異的遺伝子Ooglのプロモーター解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石田未弥・岡崎永里子・塚本智史・木村康二・太田有紀・鬼頭靖司・今井裕・南直治郎
  • 学会等名: 第104回日本繁殖生物学会
  • 発表場所: いわて県民情報交流センター(盛岡市)
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] Identification of Oogl promoter regions in mouse growing oocytes (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishida M, Okazaki E, Tsukamoto S, Kimura K, Ohota Y, Kito S, Imai H, Minami N
  • 学会等名: 44th Society for the Study of Reproduction
  • 発表場所: ポートランド(アメリカ合衆国)
  • 年月日: 2011-08-02
• [学会発表] トランスフェクションを用いたマウス卵母細胞中でのChdlの機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木伸之・塚本智史・太田有紀・今井裕・南直治郎
  • 学会等名: 第5回エビジェネティクス研究会年会
  • 発表場所: KKRホテル熊本(熊本市)
  • 年月日: 2011-05-19