有袋類の胎盤形成におけるPEG10の機能解析

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19KK0182
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 石野 史敏 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (60159754)
• 研究分担者: 志浦 寛相 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (10451907) ; 石野 知子 (金児知子) 東海大学, 医学部, 教授 (20221757) ; 鈴木 俊介 信州大学, 学術研究院農学系, 助教 (30431951) ; 北澤 萌恵 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助教 (40801965)
• 研究期間 (年度): 2019-10-07 – 2022-03-31
• キーワード: 哺乳類の胎盤進化 / 有袋類 / PEG10 / LTRレトロトランスポゾン / KOダナート

研究実績の概要

哺乳類の胎生という生殖様式の起源に、LTRレトロトランスポゾンに由来する獲得遺伝子であるPEG10はどのように関係したのか？この問題を明らかにするため本国際共同研究を申請した。PEG10は哺乳類でも胎生の有袋類と真獣類にのみ存在する遺伝子であり、申請者らのグループは2006年に、ノックアウト（KO）マウスの解析からPeg10が真獣類において胎盤形成に必須な機能を果たすことを報告している。しかし、近年まで有袋類において、このようなKO個体を用いた遺伝学的アプローチは手が届かない状況にあった。本研究ではオーストラリアに生息する小型有袋類ダナートを用い、最新のCRISPR/Cas9のゲノム編集技術を用いてPEG10 KO個体を作成することで、PEG10の有袋類の胎盤形成における重要性を実証するとともに、真獣類・有袋類に共通する胎盤固有の生化学機能を明らかにすることにある。これにより、哺乳類における胎生の起源におけるPEG10獲得の意義を明らかにしたいと考えている。有袋類の個体を使うゲノム編集実験であり、オーストラリアの研究者との共同研究は必須である。

現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

新型コロナウイルス感染のパンデミックにより、本年３月に予定していたオーストラリア訪問による実験計画の具体案作成の打ち合わせができていない。当初は日本における感染を気にしての延期であったが、その後、オーストラリアメルボルン大学も封鎖となり、実験ができる状況にない。

今後の研究の推進方策

日本からオーストラリアへの研究打ち合わせができる状況になった段階ですぐに、具体的な実験方針の打ち合わせに入りたいと考えているが、現時点ではまだ見通しが立っていない。オーストラリアがこれから冬に入るため、状況を的確に判断したいと考えている。WEBなどでの打ち合わせは十分できるが、実際に現地を見て実験をセットアップするので、これは必須だと考えている。元々の予定では本年１２月からは日本側研究員が長期滞在をして研究を推進することになっているので、それまでには打ち合わせと事前の準備実験を日本側で進めたいと考えている。

次年度使用額が生じた理由

３月に予定していたオーストラリア訪問による実験計画打ち合わせが、新型コロナウイルス感染症パンデミックできなかったため。現在、オーストラリアメルボルン大学は閉鎖中、本学は研究を10％に縮減しての活動となっているが、状況が改善でき次第、オーストアリア訪問を実施し、具体的な実験プランの策定および実験のための準備を日本側で行う。本年１２月から日本側研究員が長期滞在をして研究を行う予定にしているが、それまでに具体案をまとめたいと考えている。

研究成果

• [雑誌論文] Evolution of viviparaity in mammals: what genomic imprinting tells us about mammalian placental evolution. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kaneko-Ishino T and Ishino F
  • 雑誌名: Reprod Fert Dev 巻: 31 ページ: 1219-1227
  • DOI: doi: 10.1071/RD18127
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cooperation and Competition in Mammalian Evolution -Gene Domestication from LTR Retrotransposons. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kaneko-Ishino T and Ishino F.
  • 雑誌名: Evolution, Origin of Life, Concepts and Methods 巻: - ページ: 317-333
  • 査読あり
• [学会発表] 哺乳類特異的ゲノム機能はどのように獲得されたか？ (2020)
  • 著者名/発表者名: 石野史敏
  • 学会等名: 京都大学生態学研究センターセミナー
• [学会発表] A perspective on mammalian evolution from a viewpoint of“gene domestication”from LTR retrotransposons. (2019)
  • 著者名/発表者名: Fumitoshi Ishino and Tomoko Kaneko-Ishino
  • 学会等名: The 3rd Korea-Japan International Symposium for transposable elements.
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 心臓発生を模倣するマウス心臓オルガノイド作製 (2019)
  • 著者名/発表者名: 李 知英、酢谷明人、金子 凜、笹野哲郎、幸田 尚、古川哲史、石野史敏
  • 学会等名: 第13回日本エピジェネティクス研究会
• [学会発表] ゲノムインプリンティングの先に見えるもの (2019)
  • 著者名/発表者名: 石野史敏
  • 学会等名: 東京医科歯科大学医学部小児科マンデーセミナー
  • 招待講演
• [学会発表] マウスES細胞から作製した心臓オルガノイドの特性について (2019)
  • 著者名/発表者名: 石野史敏、李知英
  • 学会等名: 東京大学薬学部寄付講座セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] In vitro generation of structural and functional heart organoids from mouse embryonic stem cells. (2019)
  • 著者名/発表者名: iyoung Lee, Akito Sutani, Rin Kaneko, Jun Takeuchi, Tetsuo Sasano, Takashi Kohda, Tetsushi Furukawa, Fumitoshi Ishino.
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Laboratory Meeting "Stem Cell Biology"
  • 国際学会
• [学会発表] ゲノムインプリンティングの生物学的意味と疾患の発症メカニズム (2019)
  • 著者名/発表者名: 石野史敏
  • 学会等名: 第４４回 東日本小児科学会
  • 招待講演
• [学会発表] Peg11/Rtl1は哺乳類の胎児・新生児期の骨格筋発生に関与する鏡―緒方症候群・テンプル症候群の主要原因遺伝子である (2019)
  • 著者名/発表者名: 石野史敏、北澤萌恵、金児―石野知子
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学学会年会(MBSJ2019)ワークショップ
• [学会発表] ヒトゲノムで機能を獲得したHERV由来配列の探索 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松沢 歩, 李 知英、中川 草、石野（金児）知子、石野 史敏
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学学会年会(MBSJ2019)
• [学会発表] 心臓発生を模倣するマウス心臓オルガノイド作製 (2019)
  • 著者名/発表者名: 李 知英、酢谷明人、金子 凜、笹野哲郎、幸田 尚、古川哲史、石野史敏
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学学会年会(MBSJ2019)
• [学会発表] 組織透明化法を用いたマウス心臓形態形成の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 金子 凜 , 李 知英, 酢谷 明人,石野 史敏
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学学会年会(MBSJ2019)
• [学会発表] レトロトランスポゾン由来Peg10遺伝子のプロテアーゼ活性は胎盤の血管構造維持に必須である (2019)
  • 著者名/発表者名: 志浦寛相 小野竜一 立花沙織 田中希弥 藤井万由子 小松巧実 金児－石野知子 石野史敏
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学学会年会(MBSJ2019)ワークショップ
• [学会発表] AKT links epigenome and metabolism in the process of iPSC generation (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Sekita, Yuki Sugiura, Akari Matsumoto, Yuki Kawasaki, Ryo Konno, Kazuya Akasaka, Momoka Shimizu, Toshiaki Ito, Eiji Sugiyama, Terushi Yamazaki, Eriko Kanai, Toshinobu Nakamura, Makoto Suematsu, Fumitoshi Ishino, Yoshio Kodera, Takashi Kohda, and Tohru Kimura
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学学会年会(MBSJ2019)
• [学会発表] LTRレトロトランスポゾン由来の真獣類特異的Sirh3/Ldoc1l遺伝子は行動性を制御する (2019)
  • 著者名/発表者名: 金児―石野知子、入江将仁、伊東丈夫、高安直子、立花沙織、石田紗恵子、田中光一、幸田尚、石野史敏
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学学会年会(MBSJ2019)
• [学会発表] マウスES細胞、ヒトiPS細胞から作製した心臓オルガノイドの特性について (2019)
  • 著者名/発表者名: 石野史敏、李知英
  • 学会等名: 東京大学先端科学技術研究センターセミナー
• [備考] 石野研究室ホームページ
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/mri/epgn/index.html
• [産業財産権] Organ organoid and method for producing same (2019)
  • 発明者名: 石野史敏 李知英
  • 権利者名: 東京医科歯科大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2018036538
  • 外国