研究課題
胎盤は妊娠期に見られる哺乳動物特異的な構造であり、子宮内で胎児の成長を維持する機能を持っている。刷り込み遺伝子の発現は胎盤成長に必須とされるが、その中には、タンパクをコードしない non-coding RNAも数多く含まれている。non-codingのshort RNAであるマイクロ(mi)RNAは、ゲノム上においてしばしば複数の遺伝子が連なるクラスター構造を形成する。我々はこれまでに刷り込み遺伝子Sfmbt2のイントロンに存在するSfmbt2 miRNAクラスターを欠損させた遺伝子操作(miRΔ)マウスを作製することに成功している。本研究では、この動物を利用して胎盤形成における大規模miRNAクラスターの役割を明らかにすると共に、哺乳類胎盤における広汎な遺伝子制御系の重要性とその進化的な関わりについて解明を試みている 。28年度は以下の内容について研究を行った。(1)Sfmbt2 miRNAクラスターの正常胎盤での発現時期の解析：Sfmbt2 miRNAクラスターの発現量と刷り込み型発現の有無について、妊娠マウスより正常胎盤を採取し、RT-PCRによりmiRNAの発現量を定量した。マウス妊娠期間20日の内、11から15日目で発現量が最大である事が明らかとなった。(2) miRΔマウスを用いた発現様式の解析：我々が作製したmiRΔマウスより、雌雄アレルに由来するheterozygousな欠損マウスを作製し、発現様式を調べたところ、Sfmbt2 miRNAクラスターは雄性アレルのみから発現する刷り込み型遺伝子発現をすることが明らかになった。(3)Sfmbt2 miRNAクラスターの胎盤での機能解析：雄性アレルを欠失したmiRΔマウスの胎盤構造では、海綿栄養芽層の発達が極めて低いことが明らかとなった。
2: おおむね順調に進展している
28年度は野生型の妊娠マウスより採取した胎盤とゲノム編集により作製したSfmbt2 miRNAクラスターの欠損（miRΔ）マウスを用いて、Sfmbt2 miRNAクラスターの発現時期と発現様式を明らかにした。また、ｍiRΔマウスの妊娠期における表現型を確認した。これは当初より28年度に遂行予定としていた研究内容であり、本研究内容は海外学術雑誌に投稿し、既に受理されている。従って、研究内容はほぼ予定通り進展していると言える。
今後は、以下の２点において重点的に研究を推進する予定である。１）Sfmbt2 miRNAクラスターのターゲットとなる遺伝子を同定する。Sfmbt2 miRNAクラスターはデータベース上で72個のmiRNA前駆体が含まれていると予測されている。miRNAは配列特異的にターゲットとなるmRNAの3'UTR領域に結合して、翻訳を抑制することが知られているが、Sfmbt2 miRNAのターゲットとなる遺伝子を、野生型とノックアウトマウス由来の胎盤サンプルを用いた発現解析等により予測する。さらに、ルシフェラーゼアッセイを用いて、miRNAと予測された遺伝子の配列の結合能を調べる。また、ノックダウン・ゲノム編集技術等を用いて、これらの遺伝子発現が抑制された個体を作製の後、それらの表現型を解析し、Sfmbt2 miRNAクラスターのターゲットとなる遺伝子を同定する。２）ホスト遺伝子であるSfmbt2遺伝子のターゲットとなる遺伝子を同定する。miRNAのホスト遺伝子であるSfmbt2は、その構造からゲノムに結合し、遺伝子発現の抑制に関わっていると考えられている。今後は、Sfmbt2タンパク質がターゲットとしている遺伝子を同定し、miRNAとの関連性を明らかにする予定である。具体的には、ゲノム編集技術によりSfmbt2のノックアウトマウスを作製し、その表現型を観察する。さらに、Sfmbt2特異的抗体を用いてChIP解析を行い、ゲノム上のどの領域に結合しているのかを明らかにする予定である。
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Cell Reports、印刷中
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EMBO Reports、印刷中
Scientific Reports
巻: 7 ページ: 42476
10.1038/srep42476
Biochem Biophys Res Comm
巻: 478 ページ: 592-598
10.1016/j.bbrc.2016.07.109
http://ja.brc.riken.jp/lab/kougaku/index.html
