2003 年度実績報告書

胚発生におけるゲノムDNAメチル化の機能と調節機構

研究課題

研究課題/領域番号	15080212
研究機関	独立行政法人理化学研究所
研究代表者	岡野正樹独立行政法人理化学研究所, 哺乳類エピジェネティクス研究チーム, チームリーダー (50360863)
研究分担者	小田昌朗独立行政法人理化学研究所, 哺乳類エピジェネティクス研究チーム, 研究員竹林慎一郎独立行政法人理化学研究所, 哺乳類エピジェネティクス研究チーム, 研究員
キーワード	DNAメチル化 / エピジェネティクス / 再プログラム化 / クロマチン / ノックアウト / 胚性幹細胞 / Dnmt3a / Dnmt3b
研究概要	DNAメチル化は、代表的なエピジェネティクス分子機構の一つであり、哺乳類初期胚ゲノムにおいて大規模に再プログラム化される。我々はこれまでDNAメチル化酵素Dnmt3aおよびDnmt3bの遺伝子単離、生化学的解析、遺伝子ノックアウトを行ない、変異ES細胞や変異マウスを系統的に作成してきた。これらを用いた遺伝学的解析の結果、Dnmt3aおよびDnmt3bは初期胚ゲノム再プログラム化の重要ステップであるde novoメチル化に必須であることを明らかにした。本研究では、胚発生におけるDNAメチル化形成の調節機構および生理機能を明らかにすることを目的とする。本年度は、初期胚発生におけるde novoメチル化の細胞生物学的機能解析および標的遺伝子群探索の為、in vitro細胞培養実験系の確立とこれを用いたパイロット実験を行っている。この過程で我々は、特定の培養条件下で[Dnmt3a-/-,Dnmt3b-/-]ES細胞が胚体外細胞系列への分化傾向をもつことを見いだしている。この条件下で転写発現変化が起こる遺伝子をサブトラクションで探索したところ、Dnmt3a/Dnmt3b変異にともないDNAメチル化消失および顕著な転写上昇を示す複数の遺伝子を単離している。これらの知見は胚発生におけるDNAメチル化パターン形成の分子機構解析のための基盤となることが期待される。一方、本研究では、特定細胞系列や後期発生におけるDNAメチル化形成の役割解明のため、Cre-LoxPシステムを用いた組織特異的条件的ノックアウトを行う。本年度は、血管内皮細胞系列、神経冠細胞系列特異的Cre組み換え酵素発現トランスジェニックマウスとDnmt3a-loxP,Dnmt3b-loxPマウスとの交配を開始している。