ＰＲＤＭ１４による塩基除去修復を介した能動的脱メチル化機構の解明

• 研究課題/領域番号: 24681040
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: ゲノム生物学
• 研究機関: 関西学院大学
• 研究代表者: 関 由行 関西学院大学, 理工学部, 准教授 (20435655)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 26,780千円 (直接経費: 20,600千円、間接経費: 6,180千円); 2015年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2014年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円); 2013年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2012年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
• キーワード: 多能性幹細胞 / 初期化 / 生殖細胞 / 再生医学 / エピジェネティクス / メチル化 / DNAのメチル化 / リプログラミング / ES細胞 / DNAメチル化 / DNA脱メチル化 / PRDM14 / 塩基除去修復 / TET

研究成果の概要

多細胞生物において、生殖細胞は次の世代を再生産できる唯一の細胞であり、その能力は分化全能性と呼ばれている。生殖細胞が分化全能性を発揮するためには、遺伝情報の付箋紙の役割を担う化学修飾（エピゲノム）を消去する必要がある。本研究では、生殖細胞特有のタンパク質であるPRDM14によるDNAの脱メチル化機構とその生理機能解明を行った。その結果、PRDM14がメチルシトシンの代謝反応を活性化することで、塩基除去修復を介した脱メチル化反応を促進すること、またこの能動的脱メチル化反応を介して、山中因子の一つであるOCT3/4の標的遺伝子への結合を促進し、分化型細胞の脱分化を誘導することを明らかにした。

研究成果

• [国際共同研究] ノッティンガム大学(英国)
• [雑誌論文] PRDM14 maintains pluripotency of embryonic stem cells through TET-mediated active DNA demethylation., Okashita, N., Saka (2015)
  • 著者名/発表者名: Okashita N,Sakashita N , Ito K, Mitsuya A, Suwa Y, Seki Y.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys.Res. Commun. 巻: 466(1) 号: 1 ページ: 138-45
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.08.122
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] PRDM14 promotes active DNA demethylation through the Ten-eleven translocation (TET)-mediated base excision repair pathway in embryonic stem cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Okashita, N., Kumaki, Y., Ebi, K., Nishi, M., Okamoto, Y., Nakayama, M., Hashimoto, S., Nakamura, T., Sugasawa, K., Kojima, N., Takada, T., Okano, M. and Seki, Y.
  • 雑誌名: Development 巻: 141 号: 2 ページ: 269-280
  • DOI: 10.1242/dev.099622
  • 査読あり
• [雑誌論文] A replication-dependent passive mechanism modulates DNA demethylation in mouse primordial germ cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohno R, Nakayama M, Naruse C, Okashita N, Takano O, Tachibana M, Asano M, Saitou M, Seki Y
  • 雑誌名: Development 巻: 140 号: 14 ページ: 2892-2903
  • DOI: 10.1242/dev.093229
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Dppa3 on DNA methylation dynamics during primordial germ cell development (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakashima H, Kimura T, Kaga Y. Nakatani T, Seki Y, Nakamura T, Nakano T
  • 雑誌名: Biol Rep 巻: 88 号: 5 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1095/biolreprod.112.105932
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Dppa3 0n DNA Methylation Dynamics During Primordial Germ Cell Development in Mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Seki Y, Nakashima H
  • 雑誌名: Biology of Reproduction 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serum-mediated transgenerational effects on sperm: Evidence for lamarckian inheritance? (2013)
  • 著者名/発表者名: Seki, Y.
  • 雑誌名: Hepatology 巻: 57(4) ページ: 1663-1665
  • 査読あり
• [学会発表] 始原生殖細胞によるエピゲノムリプログラミング (2015)
  • 著者名/発表者名: 関 由行
  • 学会等名: 第108 回日本繁殖生物学会大会
  • 発表場所: 宮崎大学（宮崎県・宮崎市）
  • 年月日: 2015-09-17
  • 招待講演
• [学会発表] PRDM14 による能動的脱メチル化を介した多能性獲得機構の解 明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 関 由行
  • 学会等名: 第９回日本エピジェネティクス研究会年会
  • 発表場所: 学術総合センター 一橋講堂（東京都・千代田区）
  • 年月日: 2015-05-25
  • 招待講演
• [学会発表] 生殖系列の成立に重要なPRDM14の機能ドメインの同定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 阪下奈穂、岡下修己、関由行
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2014-11-25
• [学会発表] 生殖系列の成立に必要な因子PRDM14の動作原理解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 関由行
  • 学会等名: 第１回北陸エピジェネティクス研究会
  • 発表場所: 金沢大学（石川県・金沢市）
  • 年月日: 2014-11-19
  • 招待講演
• [学会発表] PRDM14 promotes active DNA demethylation through the TET-BER-mediated base exision repair pathway (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshiyuki Seki
  • 学会等名: 47th Annual Meeting of the Japanease Society of Developmental biologists
  • 発表場所: 愛知県産業労働センター（愛知県・名古屋）
  • 年月日: 2014-05-29
• [学会発表] PRDM14による塩基除去修復を介した能動的脱メチル化機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 関 由行
  • 学会等名: 第８回日本エピジェネティクス研究会
  • 発表場所: 東京大学（東京都）
  • 年月日: 2014-05-25
• [学会発表] PRDM14 promotes active DNA demethylation through the Ten-eleven translocation (TET)-mediated base excision repair pathway. (2013)
  • 著者名/発表者名: Seki, Y.
  • 学会等名: Gordon Research Conference Germinal Stem Cell Biology
  • 発表場所: The Chinese University of Hong Kong in Hong Kong China
• [学会発表] PRDM14 promotes active demethylation through the base excision repair pathway (2012)
  • 著者名/発表者名: 関由行
  • 学会等名: 58^<th>/60^<th> NIBB Conference
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター(愛知)
  • 年月日: 2012-07-17
• [学会発表] PRDM14による塩基除去修復を介した能動的脱メチル化機構の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 関由行
  • 学会等名: 第6回 日本エピジェネティクス研究会
  • 発表場所: 学術総合センター(東京)
  • 年月日: 2012-05-14
• [備考] 関研究室ホームページ
  • URL: http://sci-tech.ksc.kwansei.ac.jp/~seki/Seki_Lab..html
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://sci-tech.ksc.kwansei.ac.jp/~seki/Seki_Lab..html
• [備考] 関研究室ホームページ
  • URL: http://sci-tech.ksc.kwansei.ac.jp/~seki/Seki_Lab..html
• [備考] HP
  • URL: http://sci-tech.ksc.kwansei.ac.jp/~Seki_Lab..html