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2020 年度 実績報告書

「個性」創発に至る次世代継承エピゲノム修飾とその脳内表現

計画研究

研究領域多様な「個性」を創発する脳システムの統合的理解
研究課題/領域番号 16H06530
研究機関東北大学

研究代表者

大隅 典子  東北大学, 医学系研究科, 教授 (00220343)

研究分担者 原 塑  東北大学, 文学研究科, 准教授 (70463891)
沖 真弥  京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (90452713)
研究期間 (年度) 2016-06-30 – 2021-03-31
キーワード脳科学 / 基盤 / エピジェネティクス / 神経発生
研究実績の概要

①マウス精巣ゲノム、エピゲノム、遺伝子発現解析:父加齢によるエピゲノム制御に関わる候補転写抑制因子RESTについて、技術支援班の協力によりゲノム編集による標識ノックインマウスを作製し、精巣における発現細胞の同定を行った。
②仔マウス個別脳内遺伝子発現様態解析および脳画像解析: 昨年度までに得られた胎仔脳RNA-seqデータのうち、雄についての解析を行い、父加齢により発現上昇する遺伝子が増加することが見いだされ、さらに共通する遺伝子としてRESTの標的遺伝子がエンリッチしていることを明らかにし、前年度までの行動解析と合わせてEMBO Reportに論文発表した。野生型雄マウスの加齢による仔マウスへの影響を解析するために、個体識別を行った仔マウスの脳構築について、神経活動マーカーc-Fosを用いた神経活動の可視化を昨年度までにほぼ確立し、超音波発声測定前後の神経活動を全脳において解析した。超音波発声測定の2時間後にc-Fosの発現増加が観察される脳領域の絞り込みを行った。
③仔マウス個別多種行動解析および脳生理機能解析:個体識別を行った仔マウスについて、生後3、6、9、12日目における母仔分離超音波発声の発達過程を詳細に解析し、主成分分析に加え、深層学習を用いたオートエンコーダによる超音波発声の発達過程の軌跡を解析した結果、若齢雄由来の仔では日数を追うに連れて第1および第2成分が収束し個体ごとのばらつきが減少するのに対して、加齢雄由来の仔では第1および第2成分成分が収束せず個体ごとにばらつきが大きいままであることを見出した。すなわち、父加齢は仔マウスの発声行動の多様性を増す要因であることが確かめられた。また、領域内共同研究として、星野らの自閉症モデルマウス(Auts2変異マウス)を用いて、同様の機械学習解析を行った。これらの成果をbioRxivに公開し、論文投稿を行った。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

備考

Prenatal BPA Exposure May Contribute to the Male Bias of Autism Spectrum Disorder. https://www.tohoku.ac.jp/en/press/prenatal_bpa_exposure_male_bias_asd.html.
「個性」創発脳. http://www.koseisouhatsu.jp/

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 7件) 図書 (1件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] チュラロンコーン大学(タイ)

    • 国名
      タイ
    • 外国機関名
      チュラロンコーン大学
  • [雑誌論文] Paternal age affects offspring via an epigenetic mechanism involving REST/NRSF.2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshizaki, K., Kimura, R., Kobayashi, H., Oki, S., Kikkawa, T., Mai, L., Koike, K., Mochizuki, K., Inada, H., Matsui, Y., Kono, T., Osumi, N.
    • 雑誌名

      EMBO Rep

      巻: 22 ページ: -

    • DOI

      10.15252/embr.202051524. 2021 Jan 5: Online ahead of print.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sex differences in the effects of prenatal bisphenol A exposure on autism-related genes and their relationships with the hippocampus functions.2021

    • 著者名/発表者名
      Thongkorn, S., Kanlayaprasit, S., Panjabud, P., Saeliw, T., Jantheang, T., Kasitipradit, K., Sarobol, S., Jindatip, D., Hu, VW., Tencomnao, T., Kikkawa, T., Sato, T., Osumi, N., Sarachana, T.
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-020-80390-2.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comprehensive histochemical profiles of histone modification in male germline cells during meiosis and spermiogenesis: Comparison of young and aged testes in mice.2020

    • 著者名/発表者名
      Tatehana, M., Kimura, R., Mochizuki, K., Inada, H., Osumi, N.
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 15 ページ: -

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0230930.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Autism-Related Protein SETD5 Controls Neural Cell Proliferation through Epigenetic Regulation of rDNA Expression.2020

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa, T., Hattori, S., Nobuta, R., Kimura, R., Nakagawa, M., Matsumoto, M., Nagasawa, Y., Funayama, R., Miyakawa, T., Inada, T., Osumi, N., Nakayama, KI., Nakayama, K
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 23 ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.isci.2020.101030.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of FMRP target mRNAs in the developmental brain: FMRP might coordinate Ras/MAPK, Wnt/β-catenin, and mTOR signaling during corticogenesis.2020

    • 著者名/発表者名
      Casingal, C.R., Kikkawa, T., Inada, H., Sasaki, Y., Osumi, N.
    • 雑誌名

      Mol Brain

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1186/s13041-020-00706-1.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Transgenerational Epigenetics: A Key to Understand Neurodevelopmental Diseases2021

    • 著者名/発表者名
      大隅 典子
    • 学会等名
      CINP2021 VIRTUAL WORLD CONGRESS
    • 招待講演
  • [学会発表] 個性を科学するためのチャレンジ2020

    • 著者名/発表者名
      大隅 典子
    • 学会等名
      NTTニケーション科学基礎研究所オープンハウス
    • 招待講演
  • [学会発表] 先天異常からDOHaDへ:鍵となる次世代継承エピジェネティ クス2020

    • 著者名/発表者名
      大隅 典子
    • 学会等名
      先天異常学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 精神医学研究に対する齧歯類を用いた基礎研究の貢献2020

    • 著者名/発表者名
      大隅 典子
    • 学会等名
      日本精神神経学会総会シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 次世代継承エピゲノムと神経発達障害発症リスク2020

    • 著者名/発表者名
      大隅 典子
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 脂質栄養が脳機能に果たす役割2020

    • 著者名/発表者名
      大隅 典子
    • 学会等名
      第29回脂質栄養学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 加齢によるエピ変異と次世代個体への影響2020

    • 著者名/発表者名
      大隅 典子
    • 学会等名
      第113回日本繁殖学会
    • 招待講演
  • [図書] 望星2020

    • 著者名/発表者名
      大隅典子
    • 総ページ数
      120
    • 出版者
      東海教育研究所
  • [備考]

    • URL

      Age of father affects offspring through an epigenetic mechanism.https://www.embo.org/news/press-releases/2021/age-of-father-affects-offspring- through-an-epigenetic-mechanism.html

  • [備考] 父親の加齢が子どもの発達障害の発症に影響する -マウス加齢モデルにおける精子DNA低メチル化が鍵-

    • URL

      https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2021/01/press20210106-01-dna.html

  • [備考]

    • URL

      Age of Father Affects Offspring Through an Epigenetic Mechanism. https://www.tohoku.ac.jp/en/press/age_father_affects_offspring_epigenetic_mechanism.html

  • [備考] 指定難病脆弱X症候群発症の新たな分子メカニズムの解明 胎仔脳での特定分子経路の活性化が原因の可能性

    • URL

      https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2020/12/press20201216-01-fxs.html

  • [備考]

    • URL

      New Insights into Fragile X Syndrome and the Fetal Brain. https://www.tohoku.ac.jp/en/press/new_insights_fxs.html

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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