クローン胚に特異的なDNA脱メチル化と核リプログラミングの機構解明

• 研究領域: 生殖系列の世代サイクルとエピゲノムネットワーク
• 研究課題/領域番号: 21028001
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 澤井 健 岩手大学, 農学部, 助教 (90390864)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円); 2010年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円); 2009年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
• キーワード: ウシ / 体細胞クローン / 初期胚 / エピジェネティクス / 組織分化 / Xist / DNAメチル化 / リアルタイムPCR / ヒストンアセチル化 / トリコスタチンA

研究概要

本年度の研究では、ウシIVF胚および体細胞核移植(NTSC)胚の胚盤胞(BC)期および伸長(EL)期における遺伝子発現動態解析により、ウシ胚の組織分化制御遺伝子を明らかにするとともに、ウシNTSC胚の組織分化制御機能を評価した。その結果、ウシIVF胚における内部細胞塊(ICM)および栄養膜細胞(TE)への組織分化制御に、OCT-4、CDX-2、TEAD-4、GATA-3、NANOG、FGF-4遺伝子が関与することが明らかとなった。また、BC期のVivo胚におけるOCT-4、NANOG、FGF-4遺伝子の発現量は、TEと比較してICMで有意(P<0.01-0.05)に高い値を示した。一方、NTSC胚におけるOCT-4、NANOG、FGF-4遺伝子発現量はICMおよびTEともに低く、各組織間に有意な差は認められなかった。また、BC期におけるCDX-2発現量は、Vivo胚ではICMと比較してTEにおいて有意(P<0.01)に高い値を示した。また、NTSC胚ではTEにおけるCDX-2発現量がICMと比較して高い傾向を示したものの、各組織間に有意な差は認められなかった。TEAD-4、GATA-3発現量はBC期胚の由来に関わらず各組織間に有意な差は認められなかったが、両遺伝子ともにVivo胚と比較しNTSC胚において低い値を示した。以上の結果より、ウシNTSC胚においては初期胚の組織分化制御遺伝子の発現に異常がみとめられ、これら遺伝子の発現異常が、NTSC胚の発生異常を引き起こしている可能性が示唆された。さらに本年度は、マウスおよびウシNTSC胚においてX染色体不活化に関わるXist遺伝子の過剰に発現していることを明らかにし、このことがNTSC胚の遺伝子発現の異常原因である可能性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] DNA methylation status of bovine blastocyst embryos obtained from various procedures. (2011)
  • 著者名/発表者名: Sawai, K., Takahashi, M., Fujii, T., Moriyasu, S., Hirayama, H., Minamihashi, A., Hashizume, T., Onoe, S.
  • 雑誌名: Jour.Reprod.Devel. 巻: (印刷中)
  • NAID: 10028275322
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aberrant expression patterns of genes involved in segregation of inner cell mass and trophectoderm lineages in bovine embryos derived from somatic cell nuclear transfer. (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujii, T., Moriyasu, S., Hirayama, H., Hashizume, T., Sawai, K.
  • 雑誌名: Cellular Reprogramming 巻: 12 ページ: 617-625
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impeding Xist expression from the active X chromosome improves mouse somatic cell nuclear transfer. (2010)
  • 著者名/発表者名: Inoue, K., Kohda T., Sugimoto, M., Sado T., Ogonuki, N., Matoba, S., Shiura, H., Ikeda, R., Mochida, K., Fujii, T., Sawai, K., Otte, A.P, Tian, X.C., Yang, X., Ishino, F., Abe, K., Ogura, A.
  • 雑誌名: Science 巻: 330 ページ: 496-499
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in the DNA methylation status of bovine embryos from the blastocyst to elongated stage derived from somatic cell nuclear transfer (2010)
  • 著者名/発表者名: Sawai, K., Takahashi, M., Moriyasu, S., Hirayama, H., Minamihashi, A., Hashizume, T., Onoe, S.
  • 雑誌名: Cellular Reprogramming 12 ページ: 15-22
  • 査読あり
• [学会発表] Aberrant expression patterns of genes involved in segregation of inner cell mass and trophectoderm lineages in bovine embryos derived from somatic cell nuclear transfer. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sawai, K., Fujii, T., Hirayama, H., Minamihashi, A.
  • 学会等名: International Symposium on "Epigenome Network, Development and Reprogramming of Germ Cells"
  • 発表場所: 九州大学医学部(福岡県)
  • 年月日: 2010-11-23
• [学会発表] ウシ体細胞クローン胚における組織分化制御遺伝子の発現動態 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤井貴志, 平山博樹, 森安悟, 橋爪力, 澤井健
  • 学会等名: 第103回日本繁殖生物学会
  • 発表場所: 北里大学獣医学部(青森県)
  • 年月日: 2010-09-02
• [学会発表] トリコスタチンAがウシ体細胞核移植胚の遺伝子発現およびヒストン修飾におよぼす影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 澤井健, 大崎翔, 藤井貴志, 橋爪力, 平山博樹, 森安悟
  • 学会等名: 第102回日本繁殖生物学会
  • 発表場所: 近畿大学農学部(奈良県)
  • 年月日: 2009-09-11
• [学会発表] ウシ体細胞クローン胚の遺伝子発現とその制御機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 澤井健
  • 学会等名: 第147回日本獣医学会学術集会
  • 発表場所: 栃木県総合文化センター(栃木県)
  • 年月日: 2009-04-02