| 研究課題/領域番号 |
15K15592
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
有馬 隆博 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80253532)
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| 研究分担者 |
岡江 寛明 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10582695)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 生殖医学 / エピジェネティクス |
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| 研究実績の概要 |
DNAメチル化は、発生のプログラムに従い、極めてダイナミックに制御され、核のリプログラミング、ゲノムインプリンティング（GI）などに重要な役割を果たす。本研究では、ヒト初期発生過程におけるDNAメチル化の挙動を明らかにするため、ヒト配偶子および胚盤胞、胎盤絨毛細胞を用い、一塩基解像度の網羅的なDNAメチローム解析を行った。また、ゲノムの構造、機能的領域分類とメチル化状態の特異性について検討し、受精後の脱メチル化機構およびGI機構について明らかにした。さらに、マウス生殖細胞のメチロームと比較した結果、類似点及び相違点を明らかにし、論文投稿した。現在、貴重なヒト微量検体を解析可能な、新規のエピゲノム解析技術の開発に挑んでいる。本年度は、ヒト精子（2検体）、卵子（数百個）、胚盤胞（数個）、妊娠初期胎盤（細胞性栄養膜細胞）（2種）について全ゲノムメチローム解析を行った。卵子のDNAは、PBAT法を用い、全ゲノムを増幅させて行った。その結果、各細胞のメチル化率が、マウスの各細胞と類似することが判明した（ヒト卵子：53.8%、精子：75.4%、胚盤胞：25.7%）。また、マウスとは異なり初期化の過程で卵子からのDNAは脱メチル化しないことも判明した。また、インプリント遺伝子の数（442遺伝子）や発現を促進する遺伝子間のメチル化がマウスより多く、メチル化に働く酵素にも違いがあることが判明した。また、胎盤におけるX不活化現象について、細胞性栄養膜細胞（11例）を用いてX染色体全領域について解析した。その結果、2例を除いて母由来遺伝子の発現が認められ、マウス同様父由来遺伝子の選択的不活化現象が確認された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
1）ヒト卵子、精子、胚盤胞、初期胎盤細胞の収集と精製：文部科学省、日本産科婦人科学会へ研究の申請を行った後、十分な説明とインフォームドコンセントを得て、ヒト検体の収集を行った。
2）超微量検体を用いたメチローム解析の確立した。
3）次世代シーケンサーを用いた大規模配列解析：ライブラリーの作製には、PBAT法を用い、ライイブラリー作製後、HiSeq2500を用いて大規模シーケンス解析を行った。卵子および胚盤胞についてはそれぞれ7億リード（700億塩基、ゲノムカバー率x20に相当）、精子、胎盤については6億リードを取得した。
4）シーケンスデータのマッピング：3）で得られたリードのマッピングおよびメチル化率の算出には、メチル化解析プログラムBismarkを用いた。また、リードおよびメチル化状態の可視化にはゲノムブラウザIGVを使用した。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成27年度に作成したメチロームプロファイルについて、各種情報の抽出および生物統計学的解析を行う。また、新規のエピゲノム解析技術の開発に挑む計画である。
1）構造、機能領域分類とメチル化制御の解析
2）インプリントDMRの同定とその維持・消去機構の解析：
3）マウスメチロームとの比較解析：
4）新規エピゲノム解析技術の開発とアクセシビリティを考慮したデータベースの構築
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