胎仔期生殖腺の性スペクトラム

2021 年度 実績報告書

• 研究領域: 性スペクトラム - 連続する表現型としての雌雄
• 研究課題/領域番号: 17H06424
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 立花 誠 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (80303915)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2022-03-31
• キーワード: 性スペクトラム / ヘテロクロマチン

研究実績の概要

これまでに我々は、マウスの性決定遺伝子であるSryの発現がヒストンH3の9番目のリジン（H3K9）のメチル化のレベルによって厳密に制御されていることを見出している（Kuroki et al., 2013, Kuroki et al., 2017）。本知見にもとづき、細胞内でH3K9のメチル化レベルを制御する分子機構について、生化学的・遺伝学的な手法を用いて解析した。ヘテロクロマチンタンパク質（HP1）は、メチル化されたH3K9を特異的に認識し、転写因子がアクセスできない状態のクロマチン（ヘテロクロマチン）の形成を促すタンパク質である。私たちは、マウスES細胞において三種類あるHP1パラログを全て欠損させると、ヘテロクロマチン構造が完全に消失することを見出した。さらに予期しなかったことに、HP1の欠損に伴ってメチル化されたH3K9も消失することを見出した。このメチル化されたH3K9の消失の原因を調べたところ、H3K9メチル化酵素である、Syv39h1、Suv39h2、G9a、GLP、Setdb1がユビキチンープロテアソーム経路によってタンパク質分解を受けることを見出した。これらの研究成果によって、HP1の新たな機能が明らかになった。すなわち、HP1はSuv39h1などのH3K9メチル化酵素をクロマチンにアンカリングすることで、それらの酵素をタンパク質分解から守っていた。HP1はこれまで言われていたような単なるメチル化H3K9の読み取り分子ではなく、ロバストなヘテロクロマチンを形成するためのハブとして機能していることが示された（Maeda and Tachibana EMBO reports 2022)。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] クイーンズランド大学(オーストラリア)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: クイーンズランド大学
• [国際共同研究] カリフォルニア大学デービス校(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: カリフォルニア大学デービス校
• [雑誌論文] HP1 maintains protein stability of H3K9 methyltransferases and demethylases (2022)
  • 著者名/発表者名: Ryo Maeda, Makoto Tachibana
  • 雑誌名: EMBO Reports 巻: 23 ページ: e53581
  • DOI: 10.15252/embr.202153581
  • 査読あり
• [雑誌論文] マウス性決定遺伝子Sryの「隠れたエキソン」の発見 (2022)
  • 著者名/発表者名: 立花誠
  • 雑誌名: ファルマシア 巻: 58 ページ: 34, 38
• [雑誌論文] Dynamic erectile responses of a novel penile organ model utilizing two photon excitation microscopy (TPEM)† (2021)
  • 著者名/発表者名: Daiki Hashimoto, Tsuyoshi Hirashima, Hisao Yamamura, Tomoya Kataoka, Kota Fujimoto, Taiju Hyuga, Atsushi Yoshiki, Kazunori Kimura, Shunsuke Kuroki, Makoto Tachibana, Kentaro Suzuki, Nobuhiko Yamamoto, Shin Morioka, Takehiko Sasaki, Gen Yamada
  • 雑誌名: Biology of Reproduction 巻: 104 ページ: 875, 886
  • DOI: 10.1093/biolre/ioab011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Meiosis-specific ZFP541 repressor complex promotes developmental progression of meiotic prophase towards completion during mouse spermatogenesis. (2021)
  • 著者名/発表者名: Yuki Takada, Chisato Kodera, Kazumasa takemoto, Akihiko Sakashita, Kenichi Horisawa, Ryo Maeda, Ryuki Shimada, Shingo Usuki, Sayoko Fujimura, Naoki Tani, Kumi Matsuura, Tomohiko Akiyama, Atsushi Suzuki, Hitoshi Niwa, Makoto Tachibana, Takeshi Ohba, Hidetaka Katabuchi, Satoshi Namekawa, kimi Araki, Kei-Ichiro Ishiguro
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 12 ページ: e3184
  • DOI: 10.1038/s41467-021-23378-4.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Generation of ovarian follicles from mouse pluripotent stem cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Yoshino, Takahiro Suzuki, Go Nagamatsu, Haruka Yabukami, Mika Ikegaya, Mami Kishima, Haruka Kita, Takuya Imamura, Kinichi Nakashima, Ryuichi Nishinakamura, Makoto Tachibana, Miki Inoue, Yuichi Shima, Ken-Ichirou Morohashi, Katsuhiko Hayashi K
  • 雑誌名: Science 巻: 373 ページ: 282, 289
  • DOI: 10.1093/biolre/ioab011
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 性決定遺伝子の全貌-マウスSryにおける“隠れエキソン”の発見- (2021)
  • 著者名/発表者名: 宮脇慎吾、立花誠
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 278 ページ: 1132, 1133
• [学会発表] マウスES細胞におけるトランスポゾンの抑制機構 (2021)
  • 著者名/発表者名: 立花 誠
  • 学会等名: 転移因子研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Epigenetic regulation of two-cell-specific genes in mouse ES cells (2021)
  • 著者名/発表者名: 立花 誠
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 招待講演
• [学会発表] HP1-dependent heterochromatin formation in mammalian cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Ryo Maeda, Makoto Tachibana
  • 学会等名: 染色体ワークショップ
• [備考] 性スペクトラムー連続する表現型としての雌雄ー
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/sexspectrum/index.html
• [備考] 大阪大学大学院生命機能研究科 立花研究室
  • URL: https://tachibana-lab.net/