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2022 年度 実績報告書

再構成とエピゲノム編集による初期胚核の機能性獲得機序の理解

計画研究

研究領域遺伝子制御の基盤となるクロマチンポテンシャル
研究課題/領域番号 18H05528
研究機関近畿大学

研究代表者

山縣 一夫  近畿大学, 生物理工学部, 教授 (10361312)

研究分担者 原口 徳子  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 特任教授 (20359079)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2023-03-31
キーワード細胞核 / 人工核 / クロマチン / ライブセルイメージング / 哺乳動物受精卵
研究実績の概要

本研究は、(1)DNAやヒストンなど特定要素(群)を用いてマウス初期胚内に人工核を創出する再構成技術、(2)生きたままの受精卵において特異的な領域に適時にエピゲノム編集を行う技術を開発し、それらと(3)超解像イメージングなどのクロマチン計測技術を組み合わせることで、初期胚核が機能性を獲得していく機序を理解することを目的とした。
(1)人工核の創出については、長鎖DNA(約160 kbp)を受精直後の卵子に注入することで、これまで不可能であった核移行活性を持つ人工核の作製に成功した。この人工核は核膜や核膜孔に加えて核小体を有しており、驚いたことに、核内においてヘテロクロマチン様構造を形成していた。以上から、マウス受精卵の核や核内構造の一部はDNAのみで形成され、それは塩基配列に依存しないことが明らかとなった(Yonezawa et al., in prep)。
(2)これまでに確立したエピゲノム編集法を用いて、受精卵のセントロメアMinor satellite配列特異的にDNAメチル化を導入すると、その転写活性に影響を与えずに4細胞期の G2期が遅延・停止していた。すなわち、初期胚では体細胞とは異なり、低DNAメチル化セントロメア領域を基盤にした初期胚特異的な細胞周期の制御メカニズムが存在すると考えられた(Yamazaki et al., in prep)。
(3)昨年度報告した低侵襲性の超解像ライブセルイメージングを用いて、(1)の人工核や、(2)で作製したDNAメチル化導入胚のセントロメア領域の観察を進めた。また、これまでに構築した染色体動態のライブイメージングを応用し、卵割時の染色体不安定性に関する論文を発表した(Mashiko et al., 2023; Yao et al., 2023)。

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (47件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 1件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 14件) 学会発表 (27件) (うち招待講演 13件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Helmholtz Zentrum Munich(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Helmholtz Zentrum Munich
  • [国際共同研究] National Health Research Institutes/Academia Sinica(台湾)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      National Health Research Institutes/Academia Sinica
  • [雑誌論文] Direct cleavage during the first mitosis is a sign of abnormal fertilization in cattle2023

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Ryosuke、Yao Tatsuma、Okada Mai、Nagai Hiroki、Khurchabilig Atchalalt、Kobayashi Junichi、Yamagata Kazuo、Sugimura Satoshi
    • 雑誌名

      Theriogenology

      巻: 200 ページ: 96~105

    • DOI

      10.1016/j.theriogenology.2023.01.028

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Inner nuclear membrane proteins Lem2 and Bqt4 interact with different lipid synthesis enzymes in fission yeast2023

    • 著者名/発表者名
      Hirano Yasuhiro、Kinugasa Yasuha、Kubota Yoshino、Obuse Chikashi、Haraguchi Tokuko、Hiraoka Yasushi
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1093/jb/mvad017

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nuclear Organization (Nuclear Structure and Dynamics)2023

    • 著者名/発表者名
      Asakawa Haruhiko、Hirano Yasuhiro、Haraguchi Tokuko
    • 雑誌名

      Encyclopedia of Cell Biology, Second edition

      巻: - ページ: 408~417

    • DOI

      10.1016/B978-0-12-821618-7.00152-8

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] A nuclear pore complex‐associated regulation of SUMOylation in meiosis2022

    • 著者名/発表者名
      Yang Hui‐Ju、Asakawa Haruhiko、Li Fu‐An、Haraguchi Tokuko、Shih Hsiu‐Ming、Hiraoka Yasushi
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 28 ページ: 188~201

    • DOI

      10.1111/gtc.13003

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Androgen-regulated MafB drives cell migration via MMP11-dependent extracellular matrix remodeling in mice2022

    • 著者名/発表者名
      Alcantara Mellissa C.、Suzuki Kentaro、Acebedo Alvin R.、Kajioka Daiki、Hirohata Satoshi、Kaisho Tsuneyasu、Hatano Yu、Yamagata Kazuo、Takahashi Satoru、Yamada Gen
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 ページ: 105609~105609

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.105609

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An explainable deep learning-based algorithm with an attention mechanism for predicting the live birth potential of mouse embryos2022

    • 著者名/発表者名
      Tokuoka Yuta、Yamada Takahiro G.、Mashiko Daisuke、Ikeda Zenki、Kobayashi Tetsuya J.、Yamagata Kazuo、Funahashi Akira
    • 雑誌名

      Artificial Intelligence in Medicine

      巻: 134 ページ: 102432~102432

    • DOI

      10.1016/j.artmed.2022.102432

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] TBK1 inhibitors enhance transfection efficiency by suppressing p62/SQSTM1 phosphorylation2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Megumi、Kong Weixia、Hiraoka Yasushi、Haraguchi Tokuko、Ogawa Hidesato
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 28 ページ: 68~77

    • DOI

      10.1111/gtc.12987

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Targeted DNA Methylation in Mouse Early Embryos2022

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Taiga、Hatano Yu、Kobayashi Noritada、Yamagata Kazuo
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 2577 ページ: 243~254

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-2724-2_17

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fission yeast Ish1 and Les1 interact with each other in the lumen of the nuclear envelope2022

    • 著者名/発表者名
      Asakawa Haruhiko、Hirano Yasuhiro、Shindo Tomoko、Haraguchi Tokuko、Hiraoka Yasushi
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 27 ページ: 643~656

    • DOI

      10.1111/gtc.12981

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Micronucleus formation during early cleavage division is a potential hallmark of preimplantation embryonic loss in cattle2022

    • 著者名/発表者名
      Yao Tatsuma、Ueda Akane、Khurchabilig Atchalalt、Mashiko Daisuke、Tokoro Mikiko、Nagai Hiroki、Sho Tei、Matoba Satoko、Yamagata Kazuo、Sugimura Satoshi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 617 ページ: 25~32

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.05.075

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ATP levels influence cell movement during the mound phase in Dictyostelium discoideum as revealed by ATP visualization and simulation2022

    • 著者名/発表者名
      Hiraoka Haruka、Wang Jiewen、Nakano Tadashi、Hirano Yasuhiro、Yamazaki Shinichi、Hiraoka Yasushi、Haraguchi Tokuko
    • 雑誌名

      FEBS Open Bio

      巻: 12 ページ: 2042~2056

    • DOI

      10.1002/2211-5463.13480

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Asynchronous division at 4?8-cell stage of preimplantation embryos affects live birth through ICM/TE differentiation2022

    • 著者名/発表者名
      Mashiko Daisuke、Ikeda Zenki、Tokoro Mikiko、Hatano Yu、Yao Tatsuma、Kobayashi Tetsuya J.、Fukunaga Noritaka、Asada Yoshimasa、Yamagata Kazuo
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 ページ: 9411~9411

    • DOI

      10.1038/s41598-022-13646-8

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Search for morphological indicators that predict implantation by principal component analysis using images of blastocyst2022

    • 著者名/発表者名
      Mashiko Daisuke、Tokoro Mikiko、Kojima Masae、Fukunaga Noritaka、Asada Yoshimasa、Yamagata Kazuo
    • 雑誌名

      PeerJ

      巻: 10 ページ: e13441~e13441

    • DOI

      10.7717/peerj.13441

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Live CLEM Imaging of Tetrahymena to Analyze the Dynamic Behavior of the Nuclear Pore Complex2022

    • 著者名/発表者名
      Haraguchi Tokuko、Osakada Hiroko、Iwamoto Masaaki
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol

      巻: - ページ: 473~492

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-2337-4_30

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 分裂酵母の核膜孔複合体の機能に Sec13 の核膜孔局在は必須ではない2023

    • 著者名/発表者名
      原口徳子
    • 学会等名
      第14回光塾
  • [学会発表] 核膜研究から人工核形成へ2023

    • 著者名/発表者名
      原口徳子
    • 学会等名
      染色体研究のこれから
    • 招待講演
  • [学会発表] Understanding the acquisition mechanisms of nuclear functions after fertilization by reconstitution and epigenome editing2022

    • 著者名/発表者名
      山縣一夫
    • 学会等名
      Chromatin Potential Pitch Seminar
    • 招待講演
  • [学会発表] 再構成とエピゲノム編集による初期胚核の機能性獲得秩序の理解2022

    • 著者名/発表者名
      山縣一夫
    • 学会等名
      新学術領域「クロマチン潜在能」第5回領域会議
    • 招待講演
  • [学会発表] 生きたマウス受精卵内でDNA依存的に構築される人工細胞核の構造と機能 Artificial cell nuclei constructed in living fertilized mouse eggs2022

    • 著者名/発表者名
      原口徳子、米澤直央、平岡泰、山縣一夫
    • 学会等名
      第78回日本顕微鏡学会 学術講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Construction of artificial nucleus in mouse fertilized oocyte by reconstitution approach2022

    • 著者名/発表者名
      山縣一夫、米澤直央、平岡泰、原口徳子
    • 学会等名
      第74回日本細胞生物学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 受精卵における染色体・細胞核研究UpToDate ~基礎研究と生殖補助医療研究のはざまで~2022

    • 著者名/発表者名
      山縣一夫
    • 学会等名
      第6回ART JAPAN生殖医療研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 外来DNAの核移行を阻むバリアとしての核膜 Nuclear envelope as a barrier to blocking nuclear translocation of foreign DNA2022

    • 著者名/発表者名
      原口徳子
    • 学会等名
      第95回日本生化学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 未来の日本の学生はマンモス復活の夢を見るか?2022

    • 著者名/発表者名
      山縣一夫
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会 モノクローナル抗体研究所協賛ランチョンセミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 染色体分配異常のその後2022

    • 著者名/発表者名
      山縣一夫
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 生きた細胞内に人工細胞核を造る Construction of artificial cell nuclei in living cells2022

    • 著者名/発表者名
      原口徳子、米澤直央、平岡泰、山縣一夫
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞核分裂のライブイメージングにより明らかとなった核膜ダイナミクスの多様性 The diversity of nuclear envelope dynamics revealed by live cell imaging2022

    • 著者名/発表者名
      原口徳子
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] Centromere DNA hypomethylation regulates cell cycle progression to ensure preimplantation mouse development2022

    • 著者名/発表者名
      山﨑大賀、波多野裕、谷口稜弥、景山郁、山縣一夫
    • 学会等名
      2022 遺伝研研究会「有性生殖における染色体・クロマチン・核動態に関する若手研究者の会
  • [学会発表] 分裂酵母の核膜孔複合体にはNup96を介したSec13の局在化は必須ではない2022

    • 著者名/発表者名
      淺川東彦、大槻千鶴、尾恒治、信藤知子、芝田晋介、小布施力史、平岡泰、原口徳子
    • 学会等名
      第74回日本細胞生物学会大会
  • [学会発表] The nuclear pore complexes of ciliates’ dimorphic nuclei: different structures composed of the same components2022

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Iwamoto, Hiroko Osakada, Yasushi Hiraoka, Tokuko Haraguchi.
    • 学会等名
      第74回日本細胞生物学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] MCM loading on Chromatin with transition to di-/tri-methylation of histone H4K20 is required for S phase entry 複製開始に必要なMCMダブル六量体形成とヒストンH4K20メチル化修飾2022

    • 著者名/発表者名
      Yoko Hayashi-Takanaka, Yasuhiro Hirano, Tokuko Haraguchi, Yasushi Hiraoka.
    • 学会等名
      第74回日本細胞生物学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Rec8 cohesin-mediated axis-loop chromatin architecture is required for meiotic recombination2022

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Sakuno, Sanki Tashiro, Hideki Tanizawa, Osamu Iwasaki, Tokuko Haraguchi, Ken-ichi Noma,Yasushi Hiraoka
    • 学会等名
      第74回日本細胞生物学会大会
  • [学会発表] 亜鉛がマウス着床前胚および産仔へ与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      平井樹、八尾竜馬、小林久人、池田宏輝、栗本一基、山縣一夫
    • 学会等名
      第40回日本受精着床学会総会・学術講演会
  • [学会発表] 分裂酵母の核膜孔複合体にはNup96を介したSec13の局在化は必須ではない2022

    • 著者名/発表者名
      淺川東彦、大槻千鶴、尾恒治、信藤知子、芝田晋介、小布施力史、平岡泰、原口徳子
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム
  • [学会発表] 生きたマウス受精卵内でDNA 依存的に構築される人工細胞核2022

    • 著者名/発表者名
      米澤直央、原口徳子、平岡泰、山縣一夫
    • 学会等名
      新学術領域・学術変革領域A合同「若手の会 2022」
  • [学会発表] Role of centromere DNA methylation in mouse preimplantation development2022

    • 著者名/発表者名
      山﨑大賀、波多野裕、谷口稜弥、景山郁、小林憲忠、山縣一夫
    • 学会等名
      新学術領域・学術変革領域A合同「若手の会 2022」
  • [学会発表] 生きたマウス受精卵内でDNA依存的に構築される人工細胞核の構造2022

    • 著者名/発表者名
      米澤直央、信藤知子、原口徳子、平岡泰、山縣一夫
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 分裂酵母のIsh1タンパク質とLes1タンパク質は核膜の内腔で相互作用する2022

    • 著者名/発表者名
      淺川東彦、平野泰弘、信藤知子、原口徳子、平岡泰
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 分裂酵母核膜タンパク質Bqt4の新規脂質結合領域の役割 Roles of the lipid-binding region of an inner nuclear membrane protein Bqt4 in fission yeast2022

    • 著者名/発表者名
      平野泰弘、佐藤つきの、三浦彩音、樺山一哉、原口徳子、平岡泰
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 分裂酵母セラミド合成酵素ホモログTlc4は小胞体-ゴルジ体間の移行を介して核膜恒常性を維持する The ceramide synthase homolog, Tlc4, maintains the nuclear membrane integrity via its translocation from the endoplasmic reticulum to Golgi in fission2022

    • 著者名/発表者名
      平野泰弘、大野雄介、木原章雄、原口徳子、平岡泰
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] ヒト正常細胞における複製開始複合体Orc6のDNA再複製阻止のメカニズム2022

    • 著者名/発表者名
      林陽子、原口徳子、平岡泰
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 分裂酵母核膜タンパク質Bqt4 の新規脂質結合領域の染色体配置における役割2022

    • 著者名/発表者名
      平野泰弘、深川竜郎、原口徳子、平岡泰
    • 学会等名
      第40回染色体ワークショップ・第21回核ダイナミクス研究会
  • [図書] 生体の科学(出版決定)2023

    • 著者名/発表者名
      原口徳子、山縣一夫
    • 総ページ数
      -
    • 出版者
      医学書院
  • [図書] 受精とその障害2022

    • 著者名/発表者名
      増子大輔, 山縣一夫
    • 総ページ数
      154
    • 出版者
      中外医学社
  • [図書] 臨床獣医 特集「繁殖技術 一歩先へ」2022

    • 著者名/発表者名
      八尾竜馬, 的場理子, 山縣一夫, 杉村智史
    • 総ページ数
      89
    • 出版者
      緑書房
  • [備考] Hiraoka Laboratory 細胞核ダイナミクス研究室

    • URL

      https://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/hiraoka/index.html

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公開日: 2023-12-25  

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