始原生殖細胞の分化運命決定を制御する遺伝子ネットワーク

2012 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 生殖系列の世代サイクルとエピゲノムネットワーク
• 研究課題/領域番号: 20062001
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 松居 靖久 東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (40241575)
• 研究分担者: 野瀬 俊明 慶應義塾大学, 先導研究センター, 特任教授 (70183902)
• 連携研究者: 岡村 大治 東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (80393263) ; 前田 郁麻 東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (20376560)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• キーワード: 始原生殖細胞 / エピジェネティクス / 遺伝子改変マウス / ES細胞 / siRNA / DNAメチル化 / 転写制御 / Vasa

研究概要

本研究では生殖細胞の形成と分化の制御機構に関して次の3点を明らかにした。(1)転写制御因子のRESTとLarp7が、胎仔に存在する未分化な生殖細胞である始原生殖細胞(PGC)の生存と増殖に重要であることを明らかにした。(2)PGCでの特異的な遺伝子発現にDNA脱メチル化が重要であることがわかった。(3)転写制御因子のMaxの機能阻害により多能性幹細胞であるES細胞が生殖細胞特異的遺伝子を発現するようになることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Max is a repressor of germ-cell-related gene expression in mouse embryonic stem cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Maeda, I., Okamura, D., Tokitake, Y., Ikeda, M, Kawaguchi, H., Mise, N., Abe, K., Noce, T., Okuda, A, Matsui, Y
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 4 ページ: 1754
  • DOI: DOI:10.1038/ncomms2780.
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-resolution DNA methylome analysis of primordial germ cells identifies gender-specific reprogramming in mice (2013)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, H., Sakurai, T., Miura, F., Imai, M., Mochizuki, K., Yanagisawa, E., Sakashita, A., Wakai, T., Suzuki, Y., Ito, T., Matsui ,Y., Kono, T
  • 雑誌名: Genome Research 巻: 23 ページ: 616-627
  • DOI: doi:10.1101/gr.148023.112.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cell-cycle gene-specific control of transcription has a critical role in proliferation of primordial germ cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Okamura, D., Maeda, I., Taniguchi, H., Tokitake, Y., Ikeda, M., Ozato, K., Mise, N., Abe, K., Noce, T., Izpisua Belmonte, J. C. and Matsui, Y
  • 雑誌名: Genes & Development 巻: 26 ページ: 2477-2482
  • DOI: Doi:10.1101/gad.202242.112
  • 査読あり
• [雑誌論文] REST and its downstream molecule Mek5 regulate survival of primordial germ cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Okamura, D., Mochizuki, K., Taniguchi, H., Tokitake, Y., Ikeda, M., Yamada, Y., Tournier, C., Yamaguchi, S., Tada, T., Scholer, H.R. and Matsui, Y
  • 雑誌名: Developmental Biology 巻: 372 ページ: 190-202
  • URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.ydbio.2012.09.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interallelic and Intergenic Incompatibilities of the Prdm9 (Hst1) Gene in Mouse Hybrid Sterility (2012)
  • 著者名/発表者名: Flachs, P., Mihola, O., .ime.ek, P., Gregorova, S., Schimenti, J.C., Matsui, Y., Baudat, F., de Massy, B, Pialek, J., Forejt, J, and Trachtulec, Z
  • 雑誌名: PLoS Genetics 巻: 8 ページ: e1003044
  • DOI: doi:10.1371/journal.pgen.1003044
  • 査読あり
• [雑誌論文] Implication of DNA demethylation and bivalent histone modification for selective gene regulation in mouse primordial germ cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki, K., Tachibana, M., Saitou, M., Tokitake,Y.,and Matsui,Y
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7 ページ: e46036
  • DOI: doi:10.1371/journal.pone.0046036
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chicken primordial germ cells use the anterior vitelline veins to enter the embryonic circulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Bernardo, A., Sprenkels,K. , Rodrigues, G., Noce T. and Lopes, S
  • 雑誌名: Biol. Open 巻: 1 ページ: 1146-1152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Induction of primordial germ cells from mouse induced pluripotent stem cells derived from adult hepatocytes (2011)
  • 著者名/発表者名: Imamura, M., Aoi, T., Tokumasu, A., Mise, N., Abe, K., Yamanaka, S., and Noce, T
  • 雑誌名: Molecular Reproduction and Development 巻: 77 ページ: 802-811
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epigenetic profiles in primordial germ cells : global and fine tuning of the epigenome for acquisition of totipotency (2010)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki, K. and Matsui, Y
  • 雑誌名: Development Growth and Differentiation 巻: 52 ページ: 517-525
  • DOI: DOI:10.1111/j.1440-169X.2010.01190.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] MVH in piRNA Processing and Gene Silencing of Retrotransposons (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Kuramochi-Miyagawa, T.Watanabe, K. Gotoh, K. Takamatsu, S. Chuma, K. Kojima-Kita, Y. Shiromoto, N. Asada, T. Kimura, N. Nakatsuji, T. Noce, H. Sasaki and T. Nakano
  • 雑誌名: Gene & Development 巻: 24 ページ: 887-892
  • 査読あり
• [雑誌論文] Primordial germ cells contain subpopulations that have greater ability to develop into pluripotential stem cells (2009)
  • 著者名/発表者名: .Matsui, Y., and Tokitake, Y
  • 雑誌名: Development Growth and Differentiation 巻: 51 ページ: 657-667
  • DOI: DOI:10.1111/j.1440-169X.2009.01125.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heterogeneity of mouse primordial germ cells reflecting the distinct status of their differentiation, proliferation and apoptosis can be classified by the expression of cell surface proteins integrin a6 and c-Kit (2009)
  • 著者名/発表者名: Morita-Fujimura, Y., Tokitake, Y., and Matsui, Y
  • 雑誌名: Development Growth and Differentiation 巻: 51 ページ: 567-584
  • DOI: DOI:10.1111/j.1440- 169X.2009.01119.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single Nucleotide Polymorphisms in PRDM9 (MEISETZ) in Patients with Nonobstructive Azoospermia (2009)
  • 著者名/発表者名: Irie, S., Tsujimura, A., Miyagawa, Y., Ueda, T., Matsuoka, Y., Matsui, Y., Okuyama, A., Nishimune, Y., and Tanaka, H
  • 雑誌名: Journal of Andorology 巻: 30 ページ: 426-431
  • DOI: DOI:10.2164/jandrol.108.006262
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro assay system for primordial germ cell development (2009)
  • 著者名/発表者名: Maeda, I. and Matsui, Y
  • 雑誌名: Cell Research 巻: 19 ページ: 1125-1126
  • DOI: doi:10.1038/cr.2009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Requirement of Oct3/4 for germ cell specification (2008)
  • 著者名/発表者名: Okamura, D., Tokitake, Y., Niwa, H., and Matsui, Y
  • 雑誌名: Developmental Biolology 巻: 317 ページ: 576-584
  • DOI: doi:10.1016/j.ydbio. 2008.03.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epigenetic events in mammalian germ cell development : reprogramming and beyond (2008)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, H. and Matsui, Y
  • 雑誌名: Nature Reviews Genetics 巻: 9 ページ: 129-140
  • DOI: doi:10.1038/nrg2295
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of commonly expressed transcripts both in the hematopoietic and germline stem cells niche (2008)
  • 著者名/発表者名: Mizukami, T, Kuramitsu, M, Takizawa, K, Momose, H, Mochizuki, M, Masumi, A, Naito, S, Iwama, A, Ogawa, T, Noce, T, Hamaguchi, I and Yamaguchi, K
  • 雑誌名: Stem Cell and Development 巻: 17 ページ: 67-80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differences and similarities in the developmental status of embryo-derived stem cells and primordial germ cells revealed by global expression profiling (2008)
  • 著者名/発表者名: Mise,N.,Fuchikami,T., Sugimoto,M., Kobayakawa,S., Ike,F., Ogawa,T., Tada, T., Kanaya,S., Noce, T. and Abe, K
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 13 ページ: 863-877
  • 査読あり
• [学会発表] Selective epigenetic gene regulation via DNA demethylation and bivalent histone modification in mouse primordial germ cells (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Mochizuki, M. Tachibana, M. Saitou, Y. Tokitake and Y. Matsui
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Meeting, 'Germ Cells'
  • 発表場所: Cold Spring Harbor, USA
  • 年月日: 20121002-06
• [学会発表] Max was identified as a repressor of germ-cell-related gene expression in mouse embryonic stem cells via an RNAi screen (2012)
  • 著者名/発表者名: I. Maeda, Y. Tokitake, M. Ikeda, H. Kawaguchi, N. Mise, K. Abe, T. Noce, A. Okuda and Y. Matsui
  • 学会等名: Cold SpringHarbor Meeting, 'Germ Cells'
  • 発表場所: Cold Spring Harbor, USA
  • 年月日: 20121002-06
• [学会発表] Selective epigenetic gene regulation via DNA demethylation and bivalent histone modification in primordial germ cells (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Mochizuki, M. Tachibana, M. Saitou, Y. Tokitake and Y. Matsui
  • 学会等名: Joint Meeting of The 45th Annual Meeting of the Japaneses Society of Development Biologists & The 64th Annual Meeting of the Japan Society for Cell Biology
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 20120528-31
• [学会発表] MaxはES細胞における生殖細胞関連遺伝子群の抑制因子である (2012)
  • 著者名/発表者名: 前田郁麻、時武裕子、三〓名丹、阿部訓也、野瀬俊明、奥田昌彦、立花誠、松居靖久
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-12
• [学会発表] 精子形成におけるヒストン脱メチル化遺伝子Jmjd1Cの機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野瀬俊明
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-12
• [学会発表] 転写制御因子Maxによる、多能性幹細胞での生殖細胞特異的遺伝子発現の抑制機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松居靖久、前田郁麻
  • 学会等名: 文部科学省科学研究費補助金特定領域研究「生殖細胞の世代サイクルとエピゲノムネットワーク」による公開シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-11-21
• [学会発表] Primordial germ cells have intrinsic ability to directly acquire naive pluripotency (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsui
  • 学会等名: 4th Congress of the Asia Pacific Initiative on Reproduction. Symposium 2 'Stem Cell'
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2012-09-01
• [学会発表] Comparative insights of mechanisms underlying germ-line establishment in mammals and in other organisms (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsui
  • 学会等名: 4th Congress of the Asia Pacific Initiative on Reproduction. Pre-Congress Course 1 'Investigate Commanality of Reproductive Cell going through Evolution.'
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2012-08-31
• [学会発表] 多能性幹細胞と始原生殖細胞の関係と相互変換機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松居靖久
  • 学会等名: 第30回 日本受精着床学会総会・学術講演会
  • 発表場所: 大阪 (招聘講演)
  • 年月日: 2012-08-31
• [学会発表] DNA demethylation regulates primordial germ cell-specific gene expression in mouse (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Mochizuki, Y. Matsui
  • 学会等名: 44th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
  • 発表場所: Okinawa
  • 年月日: 20110518-21
• [学会発表] Functions of an epigenetic modulator, REST for survival of primordial germ cells (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Okamura, H. Taniguchi, Y. Tokitake, Y. Yamada and Y. Matsui
  • 学会等名: Keystone Symposium 'Stem Cells, Cancer and Metastasis'
  • 発表場所: Keystone, Colorado, USA
  • 年月日: 20110306-11
• [学会発表] マウス始原生殖細胞の生存・増殖に関わる分子機構の解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡村大治、谷口大史、時武裕子、山田泰広、松居靖久
  • 学会等名: 第34回 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] 転写活性化因子Larp7による始原生殖細胞の増殖制御機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松居靖久、前田郁麻、岡村大治
  • 学会等名: 文部科学省科学研究費補助金特定領域研究「生殖細胞の世代サイクルとエピゲノムネットワーク」による公開シンポジウム
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2011-11-17
• [学会発表] Functions of REST and Larp7 on survival and proliferation of primordial germ cells in mouse (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsui and D. Okamura
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia Meeting,'Developmental Control of Sex Growth and Cellular Fate
  • 発表場所: Shzou, China
  • 年月日: 2011-10-12
• [学会発表] Epigenetic mechanisms underlying germ cell formation and their survival (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsui, K. Mochizuki and D. Okamura
  • 学会等名: International Symposium on 'Epigenome Network, Development and Reprogramming of Germ Cells'
  • 発表場所: Fukuoka , Japan
  • 年月日: 20101122-24
• [学会発表] Functions of an epigenetic regulator, REST for survival of primordial germ cells (2010)
  • 著者名/発表者名: D. Okamura and Y. Matsui
  • 学会等名: International Symposium on 'Epigenome Network, Development and Reprogramming of Germ Cells'
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 20101122-24
• [学会発表] DNA demethylation regulates primordial germ cell-specific gene expression in mouse (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Mochizuki and Y. Matsui
  • 学会等名: International Symposium on 'Epigenome Network, Development and Reprogramming of Germ Cells'
  • 発表場所: Fukuoka , Japan
  • 年月日: 20101122-24
• [学会発表] DNA methylation regulates primordial germ cell-specific gene expression in mouse (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Mochizuki, Y. Matsui
  • 学会等名: 43th Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
  • 発表場所: Tokushima
  • 年月日: 20100620-23
• [学会発表] DNA demethylation regulates primordial germ cell-specific gene expression in mouse (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Mochizuki and Y. Matsui
  • 学会等名: 2010 Cold Spring Harbor Asia Conference 'Epigenetics, Chromatin & Transcription'
  • 発表場所: Dushu Lake, China
  • 年月日: 20100517-21
• [学会発表] マウス始原生殖細胞の分化運命決定を制御する分子メカニズム (2010)
  • 著者名/発表者名: 松居靖久
  • 学会等名: 第51回日本哺乳動物卵子学会、シンポジウム「生殖巣内細胞の性質とその応用」
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2010-05-29
• [学会発表] 多能性幹細胞からの始原生殖細胞分化を制御する分子機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松居靖久
  • 学会等名: 日本薬学会第130年会、シンポジウム「遺伝情報デコードによる生体調節」
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] マウスES細胞とiPS細胞からの生殖細胞の造成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 野瀬俊明
  • 学会等名: 日本生殖再生医学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-02-21
• [学会発表] A part of undifferentiated primordial germ cells have greater ability to develop into pluripotential stem cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsui and Y. Tokitake
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Meeting, 'Stem Cell Biology'
  • 発表場所: Cold Spring Harbor, USA
  • 年月日: 20090922-26
• [学会発表] Primordial germ cells contain subpopulations that have greater ability to develop into pluripotential stem cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsui and Y. Tokitake
  • 学会等名: XXXVI International Congress of Physiological Sciences
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20090727-0801
• [学会発表] Epigenetic regulation of primordial germ cell-specific gene expression (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsui and K. Mochizuki
  • 学会等名: The 24th NAITO CONFERENCE ON Nuclear Dynamics and RNA[II]
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 20090623-26
• [学会発表] DNA demethylation regulates primordial germ cell-specific expression of mil-1 gene in mouse (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Mochizuki and Y. Matsui
  • 学会等名: The 24th NAITO CONFERENCE ON Nuclear Dynamics and RNA[II]
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 20090623-26
• [学会発表] Epigenetic control of primordial germ cell-specific gene expression (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsui
  • 学会等名: XX North American testis Workshop 'Testicular function : Levels of Regulation'
  • 発表場所: Philadelphia, USA
  • 年月日: 20090401-04
• [学会発表] 多能性関連分子が制御するマウス始原生殖細胞の分化決定システムの解明 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡村大治、時武裕子、谷口大史、松居靖久
  • 学会等名: 文部科学省科学研究費補助金特定領域研究「生殖細胞の世代サイクルとエピゲノムネットワーク」による公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-11-27
• [学会発表] 生殖細胞の創世技術の最近 (2009)
  • 著者名/発表者名: 野瀬俊明
  • 学会等名: 日本生殖医学会学術講演会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2009-11-22
• [学会発表] Heterogeneity of mouse primordial germ reflects distinct status of their differentiation, and properties of proliferation and apoptosis (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Fujimura, Y. Tokitake and Y. Matsui
  • 学会等名: XIVth International Workshop on the Development and Function of the Reproductive Organs
  • 発表場所: Vila Mondragone (Roma), Italia
  • 年月日: 20080915-17
• [学会発表] Requirement of Oct3/4 function for germ cell specification (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Okamura, Y. Tokitake, H. Niwa and Y. Matsui
  • 学会等名: Joint meeting of the societe Francaise de Biologie du Development /Japanese Society of Developmental Biologists, 'Frontiers in Developmental Biology'
  • 発表場所: Presqu'ile de Giens, France
  • 年月日: 20080913-17
• [学会発表] DNA methylation regulates primordial germ cell-specific expression of mil-1 gene in mouse (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Mochizuki, Y. Matsui
  • 学会等名: 41th Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
  • 発表場所: Tokushima
  • 年月日: 20080528-30
• [学会発表] 始原生殖細胞が多能性幹細胞へ変化するメカニズム (2008)
  • 著者名/発表者名: 松居靖久
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会、第61回日本生化学会合同大会、シンポジウム「生殖細胞の発生を制御する分子」
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-09
• [学会発表] Potentiality of creating germ cells from ES cells (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Noce
  • 学会等名: Germ cells meeting in Cold Spring Harbor Lab
  • 発表場所: New York, USA
  • 年月日: 2008-10-03
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www2.idac.tohoku.ac.jp/dep/crcbr
• [備考] 特定領域研究ホームページ
  • URL: http://ja.brc.riken.jp/lab/mcd/germline/index.html