哺乳動物網膜をモデル系としたエピジェネティックな制御による細胞運命決定機構の研究

• 研究領域: 多方向かつ段階的に進行する細胞分化における運命決定メカニズムの解明
• 研究課題/領域番号: 25118708
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 渡邉 すみ子 東京大学, 医科学研究所, 特任教授 (60240735)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円); 2014年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2013年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
• キーワード: 網膜 / ヒストンメチル化 / 分化 / 成熟 / 双極細胞 / 運命決定

研究実績の概要

初年度にEzh2, Jmjd3の網膜発生、特に双極細胞の発生における役割があきらかになったので、この分子メカニズムを明らかにするため、会合分子のスクリーニングを行った。タグ付きのEzh2, Jmjd3を作製し、網膜に発現させ、免疫沈降法による共沈実験をおこなった。また、発現パターンの検討などにより、Jmjd3と会合する可能性のある候補の転写因子がひとつあがり、これについて、過剰発現を単独、Jmjd3との二重過剰発現などをおこない、網膜細胞分化への影響を免疫染色により検討した。その結果、この転写因子がJmjd3を標的遺伝子座に誘導してH3K27トリメチル化にいたる機構が想定された。一方、H3K4トリメチル化の役割をH3K4methyltransferaseのsh-RNAの網膜培養系における発現などで検討した。十数種類のメチル化酵素が存在するためこれらすべてに対しsh-RNAを作製し、順次、あるいは組み合わせにより網膜培養系に発現させ、その増殖、分化への影響を凍結切片の免疫染色により観察した。その結果、双極細胞関連遺伝子については、H3K4トリメチル化はその発現制御について重要な役割を果たしていない、という結論になった。一方で視細胞関連遺伝子には発現パターンとH3K4トリメチル化が強く相関するため、細胞系列特異的な役割が想定された。しかしメチル化酵素の数がおおく、特定のメチル化酵素の役割を同定するにはいたらなかった。

現在までの達成度 (段落)

26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

26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] Gene activated-matrix comprised of atelocollagen and plasmid DNA encoding Bmp4 or Runx2 promotes rat cranial bone augmentation (2015)
  • 著者名/発表者名: Umebayashi M., Sumita, Y., Kawai, Y., Watanabe, S., Asahina, I.
  • 雑誌名: Bio Research Open Access 巻: -
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ablation of Kcnj10 expression in retinal explants revealed pivotal roles for Kcnj10 in the proliferation and development of Muller glia (2015)
  • 著者名/発表者名: Arai, E., Baba, Y., Iwagawa, T.,Kuribayashi, H., Mochizuki, Y., Watanabe, S.
  • 雑誌名: Mol Vis 巻: 21 ページ: 148-159
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles Histone H3K27 tri-methylase Ezh2 in retinal proliferation and differentiation (2015)
  • 著者名/発表者名: ida, A., Iwagawa, T., Baba, Y.,Satoh, S., Mochizuki, Y., Nakauchi, H., Furukawa, T., Koseki, H., Murakami, A., Watanabe, S.
  • 雑誌名: Developmental Neurobiology 巻: - 号: 9 ページ: 3751-3756
  • DOI: 10.1002/dneu.22261
  • 査読あり
• [雑誌論文] DNA methylation is involved in the expression of miR-142-3p in fibroblasts and induced pluripotent stem cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Abdul Razak, S. A., Baba, Y., Nakauchi, H., Otsu, M., Watanabe, S.
  • 雑誌名: Stem Cells International 巻: 101349 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1155/2014/101349
  • 査読あり
• [雑誌論文] Critical Roles of DNase1l3l in Lens Nuclear Degeneration in Zebrafish (2014)
  • 著者名/発表者名: Iida, A., Tabata, Y., Baba, Y., Fujii, T., Watanabe, S.
  • 雑誌名: Biochimie 巻: 106 ページ: 68-74
  • DOI: 10.1016/j.biochi.2014.07.025
  • 査読あり
• [雑誌論文] Histone demethylase Jmjd3 is required for the development of subsets of retinal bipolar cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Iida A, Iwagawa T, Kuribayashi H, Satoh S, Mochizuki Y, Baba Y, Nakauchi H, Furukawa T, Koseki H, Murakami A, Watanabe S.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 111 号: 10 ページ: 3751-6
  • DOI: 10.1073/pnas.1311480111
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] BMP signaling participates in late phase differentiation of the retina, party via upregulation of Hey2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kuribayashi, H., Baba, Y., Watanabe, S.
  • 雑誌名: Developmental Neurobiology 巻: 74 号: 12 ページ: 1172-1183
  • DOI: 10.1002/dneu.22196
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transposon mutagenesis identifies Foxr2 as a putative oncogene in medulloblastoma (2014)
  • 著者名/発表者名: Koso, H., Tsuhako, A., Lyons, E., Ward, J. M., Rust, A. G., Adams, D. J., Jenkins, N. A., Copeland, N. G., Watanabe, S.
  • 雑誌名: Can Re 巻: 74 ページ: 2351-2361
  • 査読あり
• [雑誌論文] Use of cell type-specific transcriptome to identify genes specifically involved in Müller glia differentiation during retinal development. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki Y, Iida A, Lyons E, Kageyama R, Nakauchi H, Murakami A, Watanabe S.
  • 雑誌名: Dev Neurobiol. 巻: 74 号: 4 ページ: 426-37
  • DOI: 10.1002/dneu.22131
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transposon mutagenesis identifies Foxr2 as a putative oncogene in medulloblastoma (2014)
  • 著者名/発表者名: Koso, H. et al.
  • 雑誌名: Can Res 巻: 74 ページ: 2351-2361
  • 査読あり
• [雑誌論文] The early retinal progenitor-expressed gene Sox11 regulates the timing of the differentiation of retinal cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Usui, A. et al.
  • 雑誌名: Development 巻: 140 号: 4 ページ: 740-750
  • DOI: 10.1242/dev.090274
  • 査読あり
• [雑誌論文] Robust long-term transduction of common marmoset neuromusculartissue with rAAV1 and rAAV9. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hironori Okada, et al.
  • 雑誌名: Molecular Therapy-Nucleic Acids 巻: 2 ページ: e95-e95
  • DOI: 10.1038/mtna.2013.21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancer/promoter activities of the long/middle wavelength-sensitive opsins of vertebrates mediated by thyroid hormone receptor β2 and COUP-TFII (2013)
  • 著者名/発表者名: Iwagawa, T. et al.
  • 雑誌名: Plos One 巻: 8 号: 8 ページ: e72065-e72065
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0072065
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Profiling of MicroRNA in Human and Mouse ES and iPS Cells Reveals Overlapping but Distinct MicroRNA Expression Patterns. (2013)
  • 著者名/発表者名: Razak SR, Ueno K, Takayama N, Nariai N, Nagasaki M, Saito R, Koso H, Lai CY, Murakami M, Tsuji K, Michiue T, Nakauchi H, Otsu M, Watanabe S.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 8 号: 9 ページ: e73532-e73532
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0073532
  • 査読あり / オープンアクセス