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2023 年度 実績報告書

全能期における遺伝子発現プログラムの調節機構の解明

計画研究

研究領域全能性プログラム:デコーディングからデザインへ
研究課題/領域番号 19H05752
研究機関東京大学

研究代表者

青木 不学  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 客員共同研究員 (20175160)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2024-03-31
キーワード遺伝子発現プログラム / Dux / Duxbl / 受精卵
研究実績の概要

受精後の遺伝子発現プログラムの進行は、1細胞期から2細胞期にかけての著しい発現パターンの変化から始まるが、その調節の一部にDuxが関与していることが近年報告された。しかしその後、Duxをノックアウトしても発生への影響が小さいことが報告された。そこで、Duxにその構造が類似したタンパク質がDuxの機能を相補していることを考え、その候補を探索したところDuxblが見つかり、そのmRNAを1細胞期と2細胞期で調べたところ高いレベルでの発現が見られた。そこで、この時期の遺伝子発現におけるDuxblとDuxの遺伝子発現調節への関連を調べた。
まず、Duxblを過剰発現させた2細胞後期胚の遺伝子発現をRNAseqで解析したところ、Duxのターゲット遺伝子群の半数以上に顕著な発現上昇がみられた。さらに、Duxのターゲット遺伝子には、Duxの発現量が減少する2細胞後期に同様に発現が減少するものと、そのまま維持されるものがあることが分かった。そこで、これらの遺伝子発現へのDuxblの関与をその過剰発現胚で調べたところ、前者の遺伝子群にはDuxblの過剰発現は影響を及ぼさなかったが、後者のものについてはDuxblによる影響が見られた。また、DuxのcRNAを顕微注入することにより、本来Duxの発現が減少する2細胞後期においてもその発現を維持させたところ、その後の発生が抑制された。これらの結果より、2-cell後期以降の発現を維持させたいものについてはDuxblよりそれらの発現を維持し、一方で発現を低下させたいものはDuxblによって調節されずDuxの発現減少に伴って発現が低下しているのではないかと考えられる。このようにDuxblがDuxのターゲットの一部の遺伝子の発現を調節していることが、1細胞期から2細胞後期への遺伝子発現プログラムの進行に関与しているものと考えられた。

現在までの達成度 (段落)

令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Involvement of linker histone variant H1a in the regulation of early preimplantation development in mice2023

    • 著者名/発表者名
      FUNAYA Satoshi、WANG Yuan、SUZUKI Masataka G.、IKAWA Masahito、AOKI Fugaku
    • 雑誌名

      Journal of Reproduction and Development

      巻: 69 ページ: 178~182

    • DOI

      10.1262/jrd.2023-013

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Involvement of H2A variants in DNA damage response of zygotes2023

    • 著者名/発表者名
      Wang Y, Aoki F
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Laboratory
    • 国際学会
  • [学会発表] H3.1/3.2 regulate the establishment of zygotic gene expression2023

    • 著者名/発表者名
      Funaya S, Aoki F
    • 学会等名
      56th Annual meeting of Society for the Study of Reproduction
    • 国際学会
  • [学会発表] 胚性遺伝子発現プログラムにおけるダブルホメオボックス遺伝子の役割2023

    • 著者名/発表者名
      青木不学
    • 学会等名
      公開シンポジウム「全能性プログラム:デコーディングからデザインへ」
    • 招待講演

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公開日: 2024-12-25  

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