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2022 年度 実施状況報告書

有袋類の胎盤形成におけるPEG10の機能解析

研究課題

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, 統合研究機構, 非常勤講師 (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  東海大学, 医学部, 客員教授 (20221757)
鈴木 俊介  信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (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 – 2024-03-31
キーワード哺乳類の胎盤進化 / 有袋類の胎盤形成 / PEG10の機能 / LTRレトロトランスポゾン / レトロウイルス / 母子免疫反応 / 脳機能
研究実績の概要

哺乳類の生殖様式である胎生という起源に、LTRレトロトランスポゾン/レトロウイルス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。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、最新のゲノム編集技術を用いてダナートのPEG10 KO個体を作成することで、有袋類胎盤形成における重要性を実証し、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。当初は、石野が現地で実験施設や当地での実験の進め方に関しての打ち合わせを行い、その後若手研究者が長期滞在をして実験をする予定でいたが、日本、オーストラリア両国での新型コロナウイルス対応のために、出国することができなかった。昨年、5月に研究実施者の北澤がオーストラリアに行くことができ、実質的に共同研究を進める体制ができた。現地での状況を確認したところ、予定していたダナート個体での実験は、現地での繁殖がうまくいっていないため、すぐに実施できる状況ではないことが判明した。そこで、レンフリー教授、パスク教授とメール、オンライン会談で相談し、すぐに可能な実験として 1) ダナートから作製したiPS細胞から、胎盤の幹細胞であるTS細胞の樹立を目指す、2) PEG10のもう一つ重要な機能である脳機能の解析をワラビーで行うことを本計画に追加することとした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

研究実施者である北澤のオーストラリア行きが、新型コロナウイルス対策のために大幅に延期されたため。昨年、5月に現地入りできたが、現地では実験動物のダナートの繁殖が順調に進んでおらず、すぐに本実験が進められる状況になかった。現在、ダナートのiPS細胞から胎盤の幹細胞であるTS細胞を樹立し、これを用いた胎盤の解析を合わせて進めることとした。また、日本側ではPEG10に新しく脳での重要機能が見つかったため、ワラビーを使った脳におけるPEG10の機能解析をするように計画を変更したため。

今後の研究の推進方策

ダナートのiPS細胞からTS細胞を樹立する試みは初めてのことなので、条件を色々と検討をする必要がある。簡単には進まない可能性を考えて、別の有袋類であるワラビーからのiPS細胞、TS細胞の樹立を、日本側、オーストラリア側の両方で進める準備を進めている。また、PEG10は胎盤だけでなく脳でも重要な機能を果たすことが、日本側のマウスの解析から明らかになってきており、同様の機能が有袋類にも確認できるかどうかを追加して調べることとする。

次年度使用額が生じた理由

日本、およびオーストラリアの新型コロナウイルス対応のため、研究実施者のオーストラリア入国が昨年5月になり、そこから実質的な研究がスタートしたため。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Retrovirus-derived <i>RTL5</i> and <i>RTL6</i> genes are novel constituents of the innate immune system in the eutherian brain2022

    • 著者名/発表者名
      Irie Masahito、Itoh Johbu、Matsuzawa Ayumi、Ikawa Masahito、Kiyonari Hiroshi、Kihara Miho、Suzuki Toru、Hiraoka Yuichi、Ishino Fumitoshi、Kaneko-Ishino Tomoko
    • 雑誌名

      Development

      巻: 149 ページ: -

    • DOI

      10.1242/dev.200976

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Evolutionary Advantage in Mammals of the Complementary Monoallelic Expression Mechanism of Genomic Imprinting and Its Emergence From a Defense Against the Insertion Into the Host Genome2022

    • 著者名/発表者名
      Kaneko-Ishino Tomoko、Ishino Fumitoshi
    • 雑誌名

      Frontiers in Genetics

      巻: 13 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fgene.2022.832983

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Endogenous Retroviruses and Placental Evolution, Development, and Diversity2022

    • 著者名/発表者名
      Imakawa Kazuhiko、Kusama Kazuya、Kaneko-Ishino Tomoko、Nakagawa So、Kitao Koichi、Miyazawa Takayuki、Ishino Fumitoshi
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 11 ページ: 2458~2458

    • DOI

      10.3390/cells11152458

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] <i>In vitro</i> generation of human embryonic stem cell-derived heart organoids possessing physiological ion currents2022

    • 著者名/発表者名
      Lee Jiyoung、Matsukawa Hiroshi、Sawada Kohei、Kaneko Rin、Ishino Fumitoshi
    • 雑誌名

      BioRxivs

      巻: 2022 ページ: -

    • DOI

      10.1101/2022.05.15.491904

    • オープンアクセス
  • [学会発表] 哺乳類らしさを形作るウイルス由来の獲得遺伝子群2022

    • 著者名/発表者名
      石野史敏、金児-石野知子
    • 学会等名
      SCATE-21
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノム機能の進化: ウイルス由来の獲得遺伝子群から見える哺乳類の特殊性2022

    • 著者名/発表者名
      石野史敏
    • 学会等名
      先端医療コンソーシアム
    • 招待講演
  • [学会発表] レトロウイルス由来の哺乳類特異的獲得遺伝子の 哺乳類の個体発生における役割について2022

    • 著者名/発表者名
      石野史敏、金児-石野知子
    • 学会等名
      日本獣医学会シンポジウム「ヒトと微生物の共生」
    • 招待講演
  • [学会発表] Retrovirus-derived Sirh3/Rtl6 and Sirh8/Rtl5 functioning in the front line of brain innate immune system2022

    • 著者名/発表者名
      石野史敏、金児-石野知子
    • 学会等名
      日本分子生物学会 MBSJ 2022ワークショップ「Endogenous viral element:gift from viruses?]
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 真獣類特異的に存在するレトロウイルス由来の遺伝子Sirh4, 5, 6の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      藤岡慶史、志浦相寛、石井雅之、小野竜一、遠藤墾、伊藤日加流、平手良和、金井正美、金児-石野知子、石野史敏
    • 学会等名
      日本分子生物学会 NBSJ2022
  • [学会発表] レトロトランスポゾン/ウイルス由来PEG10遺伝子の新規機能と哺乳類進化への関与2022

    • 著者名/発表者名
      志浦相寛、藤井万由子、片口紗那、大我政敏、若山照彦、幸田尚、金児-石野知子、石野史敏
    • 学会等名
      日本分子生物学会 NBSJ2022
  • [学会発表] マウス心臓オルガノイドにおける肉柱形成の定量的画像解析2022

    • 著者名/発表者名
      金子凛、石野史敏、李知英
    • 学会等名
      日本分子生物学会 NBSJ2022
  • [備考] 石野研究室ホームページ

    • URL

      https://www.tmd.ac.jp/mri/epgn/index

  • [備考] 金児-石野知子研究室ホームページ 偶然から必然へ

    • URL

      html http://mammalian-specific-genes.med.u-tokai.ac.jp/index.html

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公開日: 2023-12-25  

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