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マウスPIWIファミリーによる減数分裂期の染色体構造の制御

公募研究

研究領域ゲノムアダプテーションのシステム的理解
研究課題/領域番号 23125508
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
研究機関北里大学 (2012)
大阪大学 (2011)

研究代表者

木村 透  北里大学, 理学部, 教授 (50280962)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2012年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2011年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワードDNAメチル化 / 相同染色体 / 対合 / piRNA / 小分子RNA / PIWI / 減数分裂 / マウス / PIWIファミリー / レトロトランスポゾン / 精子形成
研究概要

生殖細胞は、ゲノム情報を次の世代に継承する細胞系列である。減数分裂では、父母由来の相同染色体どうしが対合し、その間で組換えをおこなうことで、新しい遺伝情報の組み合わせを作りだす。
PIWIファミリーは、piRNA(PIWI-interacting RNA)と呼ばれる小分子RNAを介して、転移因子レトロトランスポゾンの発現抑制に関与している。PIWIファミリーであるMILIやMIWI2を欠損したマウスでは、胎仔期の生殖細胞においてレトロトランスポゾン領域のDNAメチル化が正常に獲得されず、発現上昇が認められる。本研究では、まず、これらのマウスでは、生後の減数分裂期において、相同染色体の対合不全とDNA損傷の蓄積が生じるため、アポトーシスにより精子形成が停止することを示した。さらに、Spo11とMILI、Spo11とMIWI2の二重欠損マウスの解析から、MILIやMIWI2欠損マウスでは、Spo11により導入されたDNA切断が対合不全により修復されないことが、DNA損傷の蓄積をもたらすことを示した。また、MILIやMIWI2欠損マウスにおいて、対合に重要なヒストン修飾であるH2K9me2やH3k27me3のレベルを解析したが、変化は認められなかった。以上の結果から、DNAメチル化を介したレトロトランスポゾンのエピジェネティック制御が、相同染色体の対合に必須であることが明らかとなった。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2013 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Effects of Dppa3 on DNA methylation dynamics during primordial germ cell development2013

    • 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

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GPAT2, a Mitochondrial Outer Membrane Protein in piRNA Biogenesis in Germline Stem Cells2013

    • 著者名/発表者名
      Shiromoto Y, Kuramochi-Miyagawa S, Daiba A, Chuma S, Katanaya A, Nishimura K, Ohtaka M, Nakanishi M, Nakamura T, Yoshinaga K, Asada N, Nakamura S, Yasunaga T, Kojima-Kita K, Itou D, Kimura T, Nakano T
    • 雑誌名

      RNA

      巻: 19 号: 6 ページ: 803-810

    • DOI

      10.1261/rna.038521.113

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Induction of pluripotency in primordial germ cells2011

    • 著者名/発表者名
      Kimura, et al.
    • 雑誌名

      Histol.Histopatho.

      巻: 26 ページ: 643-650

    • NAID

      40019072189

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] DNA methylation of retrotransposon genes is important for meiotic synapsis in spermatogenesis2011

    • 著者名/発表者名
      宮川さとみ
    • 学会等名
      The 34th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2011-12-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] リン酸化シグナルによる生殖細胞と多能性幹細胞の相互転換2011

    • 著者名/発表者名
      木村透
    • 学会等名
      第12回長崎障害者支援再生医療研究会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県)(招待講演)
    • 年月日
      2011-08-02
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Induction of primordial germ cell-like cells from mouse embryonic stem cells by manipulation of signaling pathways2011

    • 著者名/発表者名
      木村透
    • 学会等名
      The 9^<th> Stem Cell Research Symposium
    • 発表場所
      泉ガーデンギャラリー(東京都)
    • 年月日
      2011-05-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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