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2020 年度 実績報告書

受精時の初期化を乗り越えて次世代胚に伝わる精子の環境因子由来DNAメチル化変化

研究課題

研究課題/領域番号 18K19860
研究機関国立研究開発法人国立環境研究所

研究代表者

野原 恵子  国立研究開発法人国立環境研究所, 環境リスク・健康研究センター, フェロー (50160271)

研究分担者 中林 一彦  国立研究開発法人国立国際医療研究センター, その他部局等, その他 (10415557)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
キーワード次世代影響 / DNAメチル化 / 胚 / 精子 / リプログラミング / 無機ヒ素 / 妊娠期曝露
研究実績の概要

申請者らはDNAメチル化を変化させることが報告されている無機ヒ素を妊娠中のC3Hマウス (F0)に投与すると、オスの子(F1)を介して孫世代(F2)で肝腫瘍が増加することを発見し、F1精子のDNAメチル化かく乱がF2の肝腫瘍増加に関与すると仮定した。しかし生殖細胞のDNAメチル化は受精後に一旦ほぼ脱メチル化・再構成されることから、受精前のメチル化変化が受精後に及ぼす影響は不明である。そこで本研究では精子における環境由来のDNAメチル化かく乱が次世代胚にいかに伝搬するか解明することを目的とした。
昨年度までに、C3Hマウスの妊娠期に通常の水(対照群)または無機ヒ素を含む水(ヒ素群)を投与して仔世代(F1)のオスを得、それぞれを他系統(C57BL/6)のメスと交配して妊娠7.5日(DNAメチル化再構成後)にF2胚を採取し、オスの胚からReduced representation bisulfite sequencing (RRBS)用ライブラリーを作製した。またヒ素群F1精子では、対照群と比較してゲノムワイドなDNAメチル化低下がおこること、低メチル化はレトロトランスポゾンのLINEとLTRで高頻度におこることを明らかにした。
本年度はF2胚のRRBSライブラリーの次世代シークエンスを行い、メチル化度を解析した。その結果、ヒ素群F2胚では、F1精子と同様にゲノムワイドなDNAメチル化低下がおこること、低メチル化はLINEとLTRで高頻度におこることを明らかにした。さらに母由来と父由来のアレル別DNAメチル化解析の結果、両アレルにおいてF1精子と同様のDNAメチル化低下を観察した。以上より、環境因子による精子のDNAメチル変化がDNAメチル化再構成後の胚に受け継がれることを示すことに成功し、環境因子曝露の影響が有性生殖細胞を介して次世代に伝わる分子メカニズム解明の新たな手がかりを明らかにした。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Gestational arsenic exposure induces site-specific DNA hypomethylation in active retrotransposon subfamilies in offspring sperm in mice2020

    • 著者名/発表者名
      Nohara Keiko、Nakabayashi Kazuhiko、Okamura Kazuyuki、Suzuki Takehiro、Suzuki Shigekatsu、Hata Kenichiro
    • 雑誌名

      Epigenetics & Chromatin

      巻: 13 ページ: 53(14ページ)

    • DOI

      10.1186/s13072-020-00375-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gestational arsenic exposure and paternal intergenerational epigenetic inheritance2020

    • 著者名/発表者名
      Nohara Keiko、Suzuki Takehiro、Okamura Kazuyuki
    • 雑誌名

      Toxicology and Applied Pharmacology

      巻: 409 ページ: 115319~115319

    • DOI

      10.1016/j.taap.2020.115319

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] マウス妊娠期ヒ素曝露によって誘導される仔精子のLINEおよびLTRレトロトランスポゾンのDNAメチル化変化2020

    • 著者名/発表者名
      野原恵子,中林一彦,岡村和幸,鈴木武博,秦健一郎
    • 学会等名
      第14回日本エピジェネティクス研究会年会
  • [学会発表] 環境因子の妊娠期曝露による子の精子エピゲノム変化と次世代影響2020

    • 著者名/発表者名
      野原恵子
    • 学会等名
      環境ホルモン学会第34回講演会
    • 招待講演
  • [備考] 妊娠期の化学物質曝露が孫世代の健康に 影響を及ぼすメカニズム

    • URL

      https://www.nies.go.jp/whatsnew/20210108/20210108.html

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公開日: 2021-12-27  

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