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

2023 年度 研究成果報告書

• 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: 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 / 全能性 / ヒストン変異体 / zygotic gene activation

研究成果の概要

受精後の遺伝子発現プログラムは、まずminor ZGA（miG）から始まり、次いでmajor ZGA（MaG）への変遷することで進行していく。本研究では、その調節機構について以下の点を明らかにした。まず、ゲノム上には多数のDuxファミリー遺伝子が存在し、受精直後にそれらが同時に発現し、MaG遺伝子の発現を調節すること、またこの発現はmiGにおける時期特異的であり、major ZGAの時期には発現を停止することを示した。次いで、miZからMaGへの変遷は、ヒストンH3.1/3.2が2細胞中期以降にクロマチンに取り込まれてクロマチン構造が変化することが原因となっていることを明らかにした。

自由記述の分野

動物育種繁殖学

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在、クローン動物やiPS細胞の作製成功により、再プログラム化ということに対して高い関心が寄せられている。すなわち、クローン動物やiPS細胞は現状では作成効率が極めて低く、その原因として再プログラム化がうまく成されていないことが考えられており、その改善に向けた研究が数多く行われている。しかし、再プログラム化を理解するためには、その元となるプログラムを理解することが必須である。そこで、本研究が端緒となり、プログラムの全容が解明されたら、その情報に基づいてリプログラミングが達成されない原因を究明し、その改善に向かうという新たなスキームが生まれるものと期待される。