生殖細胞におけるヒストンバリアントによるゲノムマーキング機構の解明

• 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: 16H01219
• 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: 九州大学
• 研究代表者: 原田 哲仁 九州大学, 生体防御医学研究所, 助教 (60596823)
• 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: 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: ヒストンバリアント / 生殖細胞 / エピジェネティクス

研究実績の概要

本年度は、複数のヒストンH3バリアントの機能解析を行った。ヒト精巣組織特異的ヒストンバリアントであるH3Tの予備解析として、マウスH3tのChIP-seq解析を行った。その結果、H3tのゲノム上での分布は、遺伝子近傍ではなく遺伝子領域外のゲノム全体であった。生化学解析からH3tを含むヌクレオソームは、主要なヒストンH3の場合と比較して不安定であることを昨年度明らかにしている。これらの結果から、マウスH3tは精子形成過程でゲノム全体に取り込まれることで、ゲノム全体をフレキシブルにする機能を持つことが示唆された。ヒトH3Tについても同様の機能を担っていることが期待される。また、ヒトH3バリアントの解析を以下の通り行なった。申請者らが同定したヒトH3バリアントについ作製した特異的抗体を用いて、H3.6, H3.7, H3.8の発現部位を初めて同定した(Biochemistry. 2017)。その他に、H3.5が、非閉塞性無精子症の患者では発現が低いこと、ホルモン療法によりH3.5の発現が回復することを明らかにした(Andrology. 2018)。今後エピゲノム解析を行う予定である。マウスH3バリントの解析では、H3mm7が骨格筋再生に必須であることを明らかにした(Nature Communications, 2018)。H3mm7は精巣でも発現していることから、今後、これら複数の新規ヒストンバリアントをさらに解析することで精子形成過程の理解につながると期待される。

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。

研究成果

• [雑誌論文] Histone H3.3 sub-variant H3mm7 is required for normal skeletal muscle regeneration (2018)
  • 著者名/発表者名: Harada Akihito、Maehara Kazumitsu、Ono Yusuke、Taguchi Hiroyuki、Yoshioka Kiyoshi、Kitajima Yasuo、Xie Yan、Sato Yuko、Iwasaki Takeshi、Nogami Jumpei、Okada Seiji、Komatsu Tetsuro、Semba Yuichiro、Takemoto Tatsuya、Kimura Hiroshi、Kurumizaka Hitoshi、Ohkawa Yasuyuki
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 9 号: 1 ページ: 1400-1400
  • DOI: 10.1038/s41467-018-03845-1
  • NAID: 120006949474
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Sensitive detection of fluorescence in western blotting by merging images (2018)
  • 著者名/発表者名: Kondo Yukari、Higa Shinichiro、Iwasaki Takeshi、Matsumoto Tomoya、Maehara Kazumitsu、Harada Akihito、Baba Yoshihiro、Fujita Masatoshi、Ohkawa Yasuyuki
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 13 号: 1 ページ: 0191532-0191532
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0191532
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Temporal regulation of chromatin during myoblast differentiation (2017)
  • 著者名/発表者名: Harada Akihito、Ohkawa Yasuyuki、Imbalzano Anthony N.
  • 雑誌名: Seminars in Cell & Developmental Biology 巻: 72 ページ: 77-86
  • DOI: 10.1016/j.semcdb.2017.10.022
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Roles of histone H3.5 in human spermatogenesis and spermatogenic disorders (2017)
  • 著者名/発表者名: Shiraishi K.、Shindo A.、Harada A.、Kurumizaka H.、Kimura H.、Ohkawa Y.、Matsuyama H.
  • 雑誌名: Andrology 巻: 6 号: 1 ページ: 158-165
  • DOI: 10.1111/andr.12438
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The requirement of Mettl3-promoted MyoD mRNA maintenance in proliferative myoblasts for skeletal muscle differentiation (2017)
  • 著者名/発表者名: Kudou Kensuke、Komatsu Tetsuro、Nogami Jumpei、Maehara Kazumitsu、Harada Akihito、Saeki Hiroshi、Oki Eiji、Maehara Yoshihiko、Ohkawa Yasuyuki
  • 雑誌名: Open Biology 巻: 7 号: 9 ページ: 170119-170119
  • DOI: 10.1098/rsob.170119
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Chd2 regulates chromatin for proper gene expression toward differentiation in mouse embryonic stem cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Semba Yuichiro、Harada Akihito、Maehara Kazumitsu、Oki Shinya、Meno Chikara、Ueda Jun、Yamagata Kazuo、Suzuki Atsushi、Onimaru Mitsuho、Nogami Jumpei、Okada Seiji、Akashi Koichi、Ohkawa Yasuyuki
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 45 号: 15 ページ: 8758-8772
  • DOI: 10.1093/nar/gkx475
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Crystal Structure and Characterization of Novel Human Histone H3 Variants, H3.6, H3.7, and H3.8 (2017)
  • 著者名/発表者名: Taguchi H, Xie Y, Horikoshi N, Maehara K, Harada A, Nogami J, Sato K, Arimura Y, Osakabe A, Kujirai T, Iwasaki T, Semba Y, Tachibana T, Kimura H, Ohkawa Y, Kurumizaka H.
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 56 号: 16 ページ: 2184-2196
  • DOI: 10.1021/acs.biochem.6b01098
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Periostin Promotes Scar Formation through the Interaction between Pericytes and Infiltrating Monocytes/Macrophages after Spinal Cord Injury. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yokota K, Kobayakawa K, Saito T, Hara M, Kijima K, Ohkawa Y, Harada A, Okazaki K, Ishihara K, Yoshida S, Kudo A, Iwamoto Y, Okada S.
  • 雑誌名: Am J Pathol. 巻: 187 号: 3 ページ: 639-653
  • DOI: 10.1016/j.ajpath.2016.11.010
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Testis-Specific Histone Variant H3t Gene Is Essential for Entry into Spermatogenesis (2017)
  • 著者名/発表者名: Ueda J., Harada A., Urahama T., Machida S., Maehara K., Hada M., Makino Y., Nogami J., Horikoshi N., Osakabe A., Taguchi H., Tanaka H., Tachiwana H., Yao T., Yamada M., Iwamoto T., Isotani A., Ikawa M., Tachibana T., Okada Y., Kimura H., Ohkawa Y., Kurumizaka H., Yamagata K.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 18(3) 号: 3 ページ: 593-600
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2016.12.065
  • NAID: 120006957416
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Identification of Immunoglobulin Gene Sequences from a Small Read Number of mRNA-Seq Using Hybridomas. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kuniyoshi Y, Maehara K, Iwasaki T, Hayashi M, Semba Y, Fujita M, Sato Y, Kimura H, Harada A, Ohkawa Y.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 11 号: 10 ページ: e0165473-e0165473
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0165473
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Histone H4 lysine 20 acetylation is associated with gene repression in human cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kaimori, J. Y., Maehara, K., Hayashi-Takanaka, Y., Harada, A., Fukuda, M., Yamamoto, S., Ichimaru, N., Umehara, T., Yokoyama, S., Matsuda, R., Ikura, T., Nagao, K., Obuse, C., Nozaki, N., Takahara, S., Takao, T., Ohkawa, Y., Kimura, H., and Isaka, Y.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 6 号: 1 ページ: 24318-24318
  • DOI: 10.1038/srep24318
  • NAID: 120005770760
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 急性期の筋萎縮過程における遺伝子発現変動解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 原田 哲仁，岩崎 健，横田 和也，岡田 誠司，大川 恭行
  • 学会等名: 日本農芸化学会2017年度大会
  • 発表場所: 京都女子大（京都府）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] 非免疫沈降法ChILT法による少数細胞のエピゲノム解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 原田 哲仁、半田 哲也、野上 順平、有村 泰宏、関根 慧、中尾 勝、藤田 理紗、前原 一満、胡桃坂 仁志、木村 宏、大川 恭行
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] 生殖細胞におけるヒストンバリアントによるゲノムマーキング機構の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 原田哲仁
  • 学会等名: 生殖細胞のエピゲノムダイナミクスとその制御 第5回公開シンポジウム
• [学会発表] トランスクリプトミクス研究における新しい展開 (2017)
  • 著者名/発表者名: 原田哲仁
  • 学会等名: タカラバイオ主催TGCAセミナー
  • 招待講演
• [学会発表] Functional analysis of novel histone variant H3mm13 in skeletal muscle to Histone variants (2017)
  • 著者名/発表者名: 原田哲仁
  • 学会等名: EMBO Workshop Histone Vriants
  • 国際学会
• [学会発表] Histone H3.3 sub-variant H3mm7 is required for normal skeletal muscle regeneration (2017)
  • 著者名/発表者名: 原田哲仁
  • 学会等名: 1st Munchen-Japan Mini Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] ChILT：Immunoprecipitation-Free Epigenome Profiling Technology (2017)
  • 著者名/発表者名: 原田哲仁
  • 学会等名: 3領域合同若手勉強会2017
• [学会発表] Functional switching of histone H3 variants in myogenesis (2017)
  • 著者名/発表者名: 原田哲仁
  • 学会等名: 第4回ヒストンバリアント研究会
  • 発表場所: 東北大学青葉山新キャンパス 青葉山コモンズ
  • 招待講演
• [学会発表] エピジェネティック破綻により引き起こされた筋肉腫の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 原田哲仁
  • 学会等名: 公益財団法人福岡県すこやか健康事業団平成28年度がん研究助成金優秀賞受賞講演
  • 発表場所: 西鉄グランドホテル（福岡県福岡市）
  • 招待講演
• [学会発表] ヒストンH3バリアントの発現変動は筋萎縮過程の初期イベントである (2016)
  • 著者名/発表者名: 原田 哲仁, 岩崎 健, 横田 和也, 岡田 誠司, 大川 恭行
  • 学会等名: 第39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: 2016-11-30
• [学会発表] 骨格筋分化におけるクロマチン構造解析-トランスクリプトミクスで理解する骨格筋形成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 原田哲仁
  • 学会等名: 日本農芸化学会中四国支部 支部創立15周年記念 第24回若手シンポジウム
  • 発表場所: 水産大学校 (山口県下関市)
  • 年月日: 2016-07-28
  • 招待講演
• [備考] Ohkawa lab
  • URL: http://tx.bioreg.kyushu-u.ac.jp/
• [産業財産権] DNA結合タンパク質の結合領域の近傍に所望のDNA断片を挿入する方法 (2017)
  • 発明者名: 大川恭行,,原田哲仁,胡桃坂仁志,木村宏,半田哲也,他2名
  • 権利者名: 大川恭行,,原田哲仁,胡桃坂仁志,木村宏,半田哲也,他2名
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2017
  • 外国
• [産業財産権] DNA結合タンパク質の結合領域の近傍に所望のDNA断片を挿入する方法 (2016)
  • 発明者名: 大川恭行、原田哲仁、胡桃坂仁志、木村宏、半田哲也、他2名
  • 権利者名: 国立大学法人九州大学、国立大学法人東京工業大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-167967
  • 出願年月日: 2016-08-30