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生殖細胞のエピゲノムリプログラミング過程における多能性転写因子群の制御基盤の解明

公募研究

研究領域生殖細胞のエピゲノムダイナミクスとその制御
研究課題/領域番号 16H01216
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関京都大学

研究代表者

栗本 一基  京都大学, 医学研究科, 准教授 (20415152)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2017年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2016年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワード生殖細胞 / エピゲノム / 潜在的多能性 / ChIP-seq / 始原生殖細胞 / OCT4 / SOX2 / NANOG / 多能性
研究実績の概要

平成29年度には、マウス始原生殖細胞のエピゲノムリプログラミング過程における、多能性関連転写因子群の機能制御基盤の解明を目的として研究を行った。(1)研究代表者らが開発した試験管内再構成系をさらに発展させ、再構成始原生殖細胞を平面培養増殖させる系を構築した。この細胞は、マウス精巣への移植により機能的な精子形成に効率よく寄与した。遺伝子発現プロファイルと、活性化エンハンサープロファイルを詳細に解析したところ、形成初期の始原生殖細胞としての性質をよく保っていることが判明した。この細胞は、平面培養中にDNAメチル化消去を完遂しており、これが生殖細胞の性分化や体細胞からのシグナルとは独立して、始原生殖細胞の増殖によってのみ推進されることが示された。また、ポリコーム抑制をマークするヒストン修飾H3K27me3は、平面増殖の過程でDNAメチル化が消去されるゲノム部位で顕著に増加し、DNAメチル化による抑制がポリコームによって置き換わることが示唆された。この細胞状態は、生殖細胞の内在的なプログラムによってのみリプログラミングが進行した結果であることが強く示唆される。(2)生殖細胞が有するエピゲノムコンテキストをより詳細に解明するために、生殖細胞形成過程で決定的な役割を果たす転写因子BLIMP1の、他の細胞系列における標的部位を決定した。(3)代表的な多能性転写因子群(OCT4, SOX2, NANOG)のChIP-seqを系統的に行い、複数細胞種間・複数転写因子について、定量比較を可能にするため、それぞれの転写因子をコードする遺伝子の両アレルにタグをノックインしたES細胞を作出した。それぞれの転写因子についてウェスタンブロット解析したところ、SOX2とNANOGについては当初計画した通りのタグ付きタンパク質の発現が確認された。一方、OCT4についてはタグの設計に改善の必要が認められた。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Principles for the regulation of multiple developmental pathways by a versatile transcriptional factor, BLIMP1.2017

    • 著者名/発表者名
      Mitani T, Yabuta Y, Ohta H, Nakamura T, Yamashiro C, Yamamoto T, Saitou M, Kurimoto K
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 45 号: 21 ページ: 12152-12169

    • DOI

      10.1093/nar/gkx798

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Klf5 maintains the balance of primitive endoderm versus epiblast specification during mouse embryonic development by suppression of Fgf42017

    • 著者名/発表者名
      Azami Takuya、Waku Tsuyoshi、Matsumoto Ken、Jeon Hyojung、Muratani Masafumi、Kawashima Akihiro、Yanagisawa Jun、Manabe Ichiro、Nagai Ryozo、Kunath Tilo、Nakamura Tomonori、Kurimoto Kazuki、Saitou Mitinori、Takahashi Satoru、Ema Masatsugu
    • 雑誌名

      Development

      巻: 144 号: 20 ページ: 3706-3718

    • DOI

      10.1242/dev.150755

    • NAID

      120007134671

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] In vitro expansion of mouse primordial germ cell-like cells recapitulates an epigenetic blank slate.2017

    • 著者名/発表者名
      Ohta H, Kurimoto K, Okamoto I, Nakamura T, Yabuta Y, Miyauchi H, Yamamoto T, Okuno Y, Hagiwara M, Shirane K, Sasaki H, Saitou M
    • 雑誌名

      EMBO J

      巻: 36 号: 13 ページ: 1888-1907

    • DOI

      10.15252/embj.201695862

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In Vitro Derivation and Propagation of Spermatogonial Stem Cell Activity from Mouse Pluripotent Stem Cells2016

    • 著者名/発表者名
      Ishikura Y, Yabuta Y, Ohta H, Hayashi K, Nakamura T, Okamoto I, Yamamoto T, Kurimoto K, Shirane K, Sasaki H, Saitou M
    • 雑誌名

      Cell Rep

      巻: 17 号: 10 ページ: 2789-2804

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2016.11.026

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Global Landscape and Regulatory Principles of DNA Methylation Reprogramming for Germ Cell Specification by Mouse Pluripotent Stem Cells2016

    • 著者名/発表者名
      Shirane K, Kurimoto K, Yabuta Y, Yamaji M, Satoh J, Ito S, Watanabe A, Hayashi K, Saitou M, Sasaki H
    • 雑誌名

      Dev Cell

      巻: 39 号: 1 ページ: 87-103

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2016.08.008

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Quantitative dynamics of epigenome remodeling in the mouse germ cell specification2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Kurimoto
    • 学会等名
      CDB Symposium 2017, Towards Understanding Human Development, Heredity, and Evolution
    • 発表場所
      RIKEN Center for Developmental Biology (CDB), Kobe, Japan
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Principles for the regulation of multiple developmental pathways by a versatile transcriptional factor, BLIMP12017

    • 著者名/発表者名
      栗本一基
    • 学会等名
      第5回公開シンポジウム 生殖細胞のエピゲノムダイナミクスとその制御 Symposium on Epigenome Dynamics And Regulation In Germ Cells
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 始原生殖細胞形成過程におけるエピゲノムリモデリングの動態解明2017

    • 著者名/発表者名
      栗本一基
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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