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2021 年度 実施状況報告書

ヒストンH3バリアントH3.3の量的操作による、体細胞核移植法の改善

研究課題

研究課題/領域番号 20K15705
研究機関東京大学

研究代表者

羽田 政司  東京大学, 定量生命科学研究所, 助教 (10802746)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードSCNT / histone variant / early development / epigenetics
研究実績の概要

本研究課題は、ヒストンバリアントH3.3を体細胞核移植胚で過剰発現させることにより、体細胞核移植法の成功率を改善させることを目的としている。本年度は、異なるヒストンバリアントであるH3.1/H3.2が遺伝子発現に抑制的なヒストン修飾H3K9me3を保持することで体細胞核移植法に抵抗性を示すことを明らかにし、H3.3の量がその成否に重要であることを示すことができた。具体的に、体細胞核移植法のドナーとして用いることが難しいとされる胚体外系列の培養幹細胞である栄養膜幹細胞(TS細胞)に着目し、H3.1/H3.2がH3K9me3と共役してTS細胞のゲノム上に大きなドメイン構造を形成することを見出した。これらはクロマチン高次構造解析によって特に安定的なクロマチン構造を形成していることがわかり、体細胞核移植法によるリプログラミングに強い抵抗性を示す可能性が考えられた。実際TS細胞を用いて体細胞核移植法を試みたところ、その成功率は極端に低かった。そこで酵素的処理によってH3K9me3を除去した結果、核移植胚の発生効率は劇的に改善し、クローンマウスを作出することに成功した。TS細胞のような胚体外系列の細胞を用いてクローン動物を作出することは世界で初めての成果である。

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

本年度は胚体外系列の培養幹細胞であるTS細胞の解析を通してH3.3の量が体細胞核移植法の成否に重要であることを示すことができた。加えてこの成果に関する学術論文を出版することができ、これらのことからプロジェクトはおおむね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

本年度はH3.3過剰発現による下流現象に着目して体細胞核移植法の成否を検討した。次年度は実際どれだけの量のH3.3を導入すれば体細胞核移植法の成否に影響を与えるのかという点を遺伝子発現レベルも含めて検討する予定である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021 その他

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

  • [雑誌論文] Highly rigid H3.1/H3.2?H3K9me3 domains set a barrier for cell fate reprogramming in trophoblast stem cells2022

    • 著者名/発表者名
      Hada Masashi、Miura Hisashi、Tanigawa Akie、Matoba Shogo、Inoue Kimiko、Ogonuki Narumi、Hirose Michiko、Watanabe Naomi、Nakato Ryuichiro、Fujiki Katsunori、Hasegawa Ayumi、Sakashita Akihiko、Okae Hiroaki、Miura Kento、Shikata Daiki、Arima Takahiro、Shirahige Katsuhiko、Hiratani Ichiro、Ogura Atsuo
    • 雑誌名

      Genes & Development

      巻: 36 ページ: 84~102

    • DOI

      10.1101/gad.348782.121

    • 査読あり
  • [雑誌論文] CRISPR/Cas9-based genetic screen of SCNT-reprogramming resistant genes identifies critical genes for male germ cell development in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Akter Most Sumona、Hada Masashi、Shikata Daiki、Watanabe Gen、Ogura Atsuo、Matoba Shogo
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-021-94851-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Easy and quick (EQ) sperm freezing method for urgent preservation of mouse strains2021

    • 著者名/発表者名
      Mochida Keiji、Hasegawa Ayumi、Shikata Daiki、Itami Nobuhiko、Hada Masashi、Watanabe Naomi、Tomishima Toshiko、Ogura Atsuo
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-021-93604-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 胚体外系列の細胞に特徴的なH3K9me3の巨大ドメインは、体細胞核移植法に対して強い抵抗性を示す2021

    • 著者名/発表者名
      羽田政司
    • 学会等名
      第114回日本繁殖生物学会大会
    • 招待講演
  • [備考] Research Highlight

    • URL

      https://www.riken.jp/en/news_pubs/research_news/rr/20220401_1/index.html

  • [備考] 胎盤らしさを支える分子基盤を解明

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2022/20220118_1/index.html

  • [備考] 胎盤らしさを支える分子基盤を解明

    • URL

      https://research-er.jp/articles/view/106845

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公開日: 2022-12-28  

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