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2018 年度 実施状況報告書

CMS画分を用いたATF7による精子エピゲノムの分子的制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K06189
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

吉田 圭介  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 協力研究員 (80587452)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード精子 / ヒストン / エピジェネティクス / Transgenerational effect
研究実績の概要

昨今の報告から、父親の環境要因が精子のエピゲノム変化を通じて次世代に遺伝し、子孫の形質に影響を与える可能性が示唆されている。そのため、成熟精子の正確なエピゲノム解析手法が必要になってきている。
今年度は、申請者が独自に精製法を確立した成熟精子集団(CMSまたはHRCS)を用いて、ヒストン抗体のChIP-seq解析手法の確立を目指した。一般的な細胞はChIP実験の時に固定操作を行うが、固定した精子細胞は非常に固く、通常の実験のようにソニケーションで破砕することが困難であった。そこで、精子細胞を様々な条件のバッファーで処理した結果、還元剤DTTとヘパリン処理によって固定精子のクロマチン構造を緩めることが出来ることを見出した。この条件で、CMSのH3 ChIP-seq解析を行った結果、1,320ヶ所のH3結合領域を同定した。H3結合領域の64%がプロモーターに局在しており、67%がCpG island上に検出された。次に、精子ヒストンが受精卵において転写制御に関与しているのか調べるため、精子でのヒストン結合領域と初期胚のエピジェネティック・転写プロファイルとの関係を解析した。その結果、成熟精子でのヒストン結合領域は、初期胚ではヘテロクロマチン様の構造をとっており、H3K9me3レベルが比較的高い状態にあることが分かった。また、精子でプロモーター領域にヒストン結合領域を持つ遺伝子は、2細胞期からICMにかけて転写が抑制傾向にあることが分かった。以上の結果から、精子ヒストンは初期胚において、転写抑制に寄与している可能性が示唆された。

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

今年度は予定通り、成熟精子を用いたヒストン抗体のChIP法を確立し、精子ヒストン結合領域のマッピングデータが得られたため。

今後の研究の推進方策

今年度に確立した手法を用いて、環境要因による精子ヒストンのエピゲノム解析を進める予定である。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Mapping of histone-binding sites in histone replacement-completed spermatozoa2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Keisuke、Muratani Masafumi、Araki Hiromitsu、Miura Fumihito、Suzuki Takehiro、Dohmae Naoshi、Katou Yuki、Shirahige Katsuhiko、Ito Takashi、Ishii Shunsuke
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 ページ: 1

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41467-018-06243-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 単一成熟精子画分を用いた 残存ヒストン結合領域の同定2018

    • 著者名/発表者名
      吉田 圭介、村谷 匡史、三浦 史仁、荒木 啓充、白髭 克彦、伊藤 隆司、石井 俊輔
    • 学会等名
      第12回エピジェネティクス研究会

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公開日: 2019-12-27  

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