研究課題
本研究では、マウスの精巣特異的ヒストンH3バリアントであるH3tに着目し、クロマチン構造が大規模に変動する精子形成過程においてH3tがどのような役割を担っているのかを明らかにすることを目的としている。これまでの解析から、マウスの精巣に特異的に発現するヒストンH3バリアントであるH3t遺伝子が精子形成過程に必須であり、精原細胞が分化する過程でcanonicalなH3と置き換わっていることを明らかとした。H3t欠損マウスの雄性不妊の原因を詳しく調べて行くと、分化型精原細胞の数が減少し、生殖細胞が減数分裂に入った途端に停止していること、さらに減数分裂の進行に必須の遺伝子の発現が著しく低下していることが明らかとなった。そして、H3tタンパク質は未分化型精原細胞には発現しておらず、分化型精原細胞から発現し始めること、H3tは精子幹細胞の維持には必要ないが、細胞が分化し、減数分裂に移行するために必要であることを明らかにした。また、早稲田大学の胡桃坂仁志教授のグループの解析によって、H3tを組み込んだヌクレオソームはcanonicalなH3であるH3.1を組み込んだヌクレオソームに比べて開いた構造を取っていることが結晶構造並びに生化学的解析によって明らかとなった。さらに、この構造の違いがヌクレオソームのentry/exit部位に位置するH3tの42番目のヒスチジン残基（canonicalなH3では42番目がアルギニン残基）に由来することも点変異の実験によって突き止めた。これらの結果は論文として発表した（Ueda, J., et al., Cell Reports, 2017）。現在はこの仕事の続きとして、九州大学の大川恭行教授のグループとの共同研究によって、「精子幹細胞の分化誘導実験系を用いたヒストンH3バリアントのChIP-seq解析」を行っている。
2: おおむね順調に進展している
H3tの機能解明までは到達していないが、途中経過として論文発表を行うことができた。また、機能解明に繋がりそうな共同研究が始まっていることから、このような自己評価とした。
平成29年度は、九州大学の大川恭行教授のグループとの共同研究によって、「精子幹細胞の分化誘導実験系を用いたヒストンH3バリアントのChIP-seq解析」を継続して行う。H3tの論文発表後、海外から共同研究の依頼があり、共同研究をスタートした。今後はCanonicalなH3がH3tに置き換わるメカニズムの解明などと合わせて、H3t特異的なヒストン・コードが存在するか否かを明らかにしていくことで、H3tが精子形成過程においてどのような役割を果たしているかを明らかにしていきたいと考えている。このことを実現するために、精巣組織からH3tをプルダウンした後にプロテオーム解析を行うことを計画している。精巣組織からのH3t複合体の精製及びプロテオーム解析については、基礎生物学研究所の中山潤一教授のグループと共同で進めることを予定している。最終的に、H3tがどのように精子形成過程に寄与しているのか、その分子メカニズムを明らかにしたいと考えている。
すべて 2017 2016 その他
すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)
Cell Reports
巻: 18 ページ: 593-600
10.1016/j.celrep.2016.12.065.
Scientific Reports
巻: 7 ページ: 55
10.1038/s41598-017-00136-5.
Journal of Molecular Biology
巻: 428 ページ: 3885-3902
10.1016/j.jmb.2016.08.010.
http://researchmap.jp/wiz/?lang=japanese
