メダカゲノムを用いた発生重要遺伝子のエピジェネティック発現制御機構

• 研究課題/領域番号: 25291048
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 発生生物学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 武田 洋幸 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80179647)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円); 2015年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2014年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013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: エピジェネティクス / メダカ / DNAメチレーション / ヒストン修飾 / ゲノム / ＤＮＡメチレーション

研究成果の概要

脊椎動物モデルであるメダカを用いて、初期胚および発生・成長過程におけるepigenetic codeを発生重要遺伝子に着目して明らかにし、成立機構を解析した結果、発生重要遺伝子は未分化状態の胞胚期細胞ではDNA低メチル化状態にあり、さらに抑制的なヒストン修飾によりその発現が強く抑制されていることが判明した。機械学習および近交系（NNIとHd-rR）の比較により、その遺伝子領域には複数の特徴的配列が集積していることも判明した。
また器官形成・再生におけるepigenetic codeを調べるリソースとして、膵臓の内・外分泌腺細胞が標識されるトランスジェニックやβ細胞を特異的に除去する系を確立した。

研究成果

• [雑誌論文] Targeted ablation of pancreatic β cells in medaka (2017)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Otsuka and Hiroyuki Takeda
  • 雑誌名: Zoological Science 巻: 印刷中
  • NAID: 40021219582
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparative analysis of genome and epigenome in the closely related medaka species identifies conserved sequence preferences for DNA hypomethylated domains (2016)
  • 著者名/発表者名: Ayako Uno, Ryohei Nakamura, Tatsuya Tsukahara, Wei Qu, Sumio Sugano, Yutaka Suzuki, Shinichi Morishita & Takeda, H.
  • 雑誌名: Zoological Science 巻: 33 号: 4 ページ: 358-365
  • DOI: 10.2108/zs160030
  • NAID: 210000185148
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of the pancreas in medaka, Oryzias latipes, from embryo to adult (2015)
  • 著者名/発表者名: Takayoshi Otsuka, Tatsuya Tsukahara & Takeda, H.
  • 雑誌名: Development, Growth&Differentiation 巻: 57 号: 8 ページ: 557-569
  • DOI: 10.1111/dgd.12237
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Large hypomethylated domains serve as strong repressive machinery for key developmental genes in vertebrates (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, R., Tsukahara, T., Qu, W., Ichikawa, K., Otsuka, T., Ogoshi, K., Saito, T.L., Matsushima, K., Sugano, S., Hashimoto, S., Suzuki, Y., Morishita, S. & Takeda, H.
  • 雑誌名: Development 巻: 141 号: 13 ページ: 2568-80
  • DOI: 10.1242/dev.108548
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Process of de novo methylation on exogenous DNA in transgenic medaka. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroto Fukushima
  • 学会等名: The Joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology & the87th meeting of the Zoological Society of Japan
  • 発表場所: Okinawa Convention Center（沖縄県宜野湾市）
  • 年月日: 2016-11-14
  • 国際学会
• [学会発表] The function of transcription factor Zic1/Zic4 in dorsal structure of vertebrates. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuka Hashimoto
  • 学会等名: The Joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology & the87th meeting of the Zoological Society of Japan
  • 発表場所: Okinawa Convention Center（沖縄県宜野湾市）
  • 年月日: 2016-11-14
  • 国際学会
• [学会発表] Decoupling of DNA methylation from genomic sequence in early medaka embryos (2016)
  • 著者名/発表者名: Kwokming Cheuhg
  • 学会等名: The Joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology & the87th meeting of the Zoological Society of Japan
  • 発表場所: Okinawa Convention Center（沖縄県宜野湾市）
  • 年月日: 2016-11-14
  • 国際学会
• [学会発表] Novel active and giant DNA transposon Teratorn in the medaka genome. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Inoue
  • 学会等名: The Joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology & the87th meeting of the Zoological Society of Japan
  • 発表場所: Okinawa Convention Center（沖縄県宜野湾市）
  • 年月日: 2016-11-14
  • 国際学会
• [学会発表] Sequence-based logic for the vertebrate pluripotent epigenome (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Takeda
  • 学会等名: 4th International Symposium of the mathematics on Chromatin Live dynamics
  • 発表場所: JMSアステールプラザ（広島県広島市）
  • 年月日: 2015-12-07
  • 招待講演
• [学会発表] Genomics and epigenomics in fish genomes (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Takeda
  • 学会等名: The 7th Internatinal Symposium of Integrative
  • 発表場所: 蘭州（中国）
  • 年月日: 2015-08-25
  • 国際学会
• [学会発表] Epigenetic codeを決めるロジック ‐ メダカゲノムの解析より (2015)
  • 著者名/発表者名: 武田洋幸
  • 学会等名: 生命動態システム科学四拠点・CREST・PRESTO合同シンポジウム「生命動態の分子メカニズムと数理」
  • 発表場所: 京都大学芝蘭会館（京都府京都市）
  • 年月日: 2015-03-16
• [学会発表] Prepatterning of Developmental Gene Expression in Vertebrates ‐ interplay between genetic and epigenetic mechanisms (2015)
  • 著者名/発表者名: 武田洋幸
  • 学会等名: UT ‐ NTU Joint Symposium ‐Frontier of Biological Sciences
  • 発表場所: 台北（台湾）
  • 年月日: 2015-03-09
  • 招待講演
• [学会発表] Prepatterning of Developmental Gene Expression in vertebrates - interplay between genetic and epigenetic regulations (2014)
  • 著者名/発表者名: 武田洋幸
  • 学会等名: CREST International Symposium on Homeodynamics during Development and Disease
  • 発表場所: 八芳園（東京都目黒区）
  • 年月日: 2014-12-15
• [学会発表] Epigenetic regulation of key developmental genes ‐ A genome-wide approach in the medaka genome (2014)
  • 著者名/発表者名: 武田洋幸
  • 学会等名: 2nd Strategical Meeting for Medaka Research
  • 発表場所: セビリア（スペイン）
  • 年月日: 2014-04-12
• [学会発表] Epigenetic regulation of key developmental genes in the medaka genome: Large DNA hypomethylated domains as a robust repression platform in pluripotent cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeda, H.
  • 学会等名: 6th Asia Oceania Zebrafish Meeting
  • 発表場所: 香港科技大学（中国）
• [学会発表] Epigenetic Regulation of Key Developmental genes: A Genome-wide approch in the medaka genome (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeda, H.
  • 学会等名: 7th International Conference on Marine Pollution and Ecotoxicology
  • 発表場所: School of Biological Sciences, The University of Hong King(中国）
  • 招待講演
• [備考] 東京大学大学大学院理学系研究科生物科学専攻動物発生学研究室
  • URL: http://www.biol.s.u-tokyo.ac.jp/users/hassei/
• [備考] 東京大学大学院理学系研究科動物発生学研究室
  • URL: http://www.biol.s.u-tokyo.ac.jp/users/hassei/
• [備考] 東京大学理学系研究科動物発生学研究室
  • URL: http://www.biol.s.u-tokyo.ac.jp/users/hassei/
• [備考] 動物発生学研究室
  • URL: http://www.biol.s.u-tokyo.ac.jp/users/hassei/