性差のエピゲノム解析

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21221008
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 塩田 邦郎 東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (80196352)
• 研究分担者: 山内 啓太郎 東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (70272440)
• 研究期間 (年度): 2009-05-11 – 2014-03-31
• キーワード: ゲノム / エピゲノム / ゲノムネットワーク / T-DMR / 次世代シークエンス

研究概要

雌雄のマウス肝臓で発現が異なる遺伝子領域に注目しDNAメチル化状況解析した。その結果、複数の遺伝子領域で雌雄に差があることが明らかになり、これらは加齢に伴い差が顕著になる傾向があった。性差を生じる原因として成長ホルモン（GH）が関与し、また加齢に伴い低メチル化が加速するメス肝臓ではDNAメチル転移酵素（DNMT3A/B）が低下することも明らかになった。他に、GH非依存的性差領域も発見し、アンドロジェン依存的に染色体の凝縮状態に差が認められた（投稿済）。また、DNA脱メチル化に関与するTET2の発現がアンドロジェンに依存して変化することも明らかになった。
雌雄の脳の違いを生みだす神経発達を知る目的で、マウス脳の発達に伴うT-DMRを探索した。マウス胎生11.5日および14.5日より得た神経細胞塊のゲノムをD-REAMで解析し11.5日から14.5日で変化する1,403のT-DMR情報を得た。これらの中には神経分化や中枢神経疾患に重要な遺伝子領域が含まれていた。
申請者らは最近、新たなヒストン修飾（O-GlcNAc修飾）を見出した。O-GlcNAc転移酵素（OGT）はX染色体に存在し、マウスとヒトでOGT発現はメス胎盤でオス胎盤に比べ高い。マウス栄養膜細胞幹細胞（TS細胞）でOGTの発現を調べたところ、メス由来TS細胞ではオス由来TS細胞より発現が高いことが明らかになった。約2万か所のOgt標的領域をChIP-Seq法で同定し、メス由来TS細胞では12,888遺伝子領域が、オス由来TS細胞では6,591領域が特異的であった（投稿準備中）。他のリンカ―ヒストンと異なり遺伝子領域を弛緩させることを先に報告しているメス生殖細胞でのみ機能するH1fooの標的領域の探索も行った（投稿準備中）。
古くから筋の衰えは女性で顕著であることが知られている。分子機構解明のためラット筋前駆細胞培養系を確立し、筋前駆細胞から分泌されるSPARCが脂肪細胞への分化を抑制し、筋管細胞形成を促すことを見出した。

現在までの達成度 (区分)

理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Secreted protein acidic and rich in cysteine internalization and its age-related alterations in skeletal muscle progenitor cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakamura K, Yamanouchi K, Nishihara M
  • 雑誌名: Aging Cell 巻: 13(1) ページ: 175-84
  • DOI: 10.1111/acel.12168.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Age- and sex-dependent DNA hypomethylation controlled by growth hormone in mouse liver. (2013)
  • 著者名/発表者名: Masaki Takasugi, Koji Hayakawa, Daisuke Arai, Kunio Shiota
  • 雑誌名: Mechanisms of Ageing and Development 巻: 134(7-8) ページ: 331-337
  • DOI: 10.1016/j.mad.2013.05.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ex vivo bupivacaine treatment results in increased adipogenesis of skeletal muscle cells in the rat (2013)
  • 著者名/発表者名: Keitaro Yamanouchi, Katsuyuki Nakamura, Yuki Takegahara, Shin-ichi Nakano, Masugi Nishihara
  • 雑誌名: Animal Science Journal 巻: 84(11) ページ: 757-763
  • DOI: 10.1111/asj.12112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epigenetics of Placental Development and Function (2013)
  • 著者名/発表者名: Shuhei Ito, Mitsuko Hirosawa, Koji Hayakawa, Shintaro Yagi, Satoshi Tanaka, Kunio Shiota
  • 雑誌名: The Guide to Investigation of Mouse Pregnancy 巻: 24 ページ: 285-295
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Method for Obtaining Epigenomic Data (2013)
  • 著者名/発表者名: Koji Hayakawa, Mitsuko Hirosawa, Kunio Shiota
  • 雑誌名: The Guide to Investigation of Mouse Pregnancy 巻: 70 ページ: 773-776
  • 査読あり
• [雑誌論文] DNA methylation profiles provide a viable index for porcine pluripotent stem cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Arai, Jun Ohgane, Shuh-hei Fujishiro, Kazuaki Nakano, Hitomi Matsunari, Masahito Watanabe, Kazuhiro Umeyama, Dai Azuma, Naomi Uchida, Nozomu Sakamoto, Tomohiro Makino, Shintaro Yagi, Kunio Shiota, Yutaka Hanazono, Hiroshi Nagashima
  • 雑誌名: Genesis 巻: 51(11) ページ: 763-76
  • DOI: 10.1002/dvg.22423
  • 査読あり
• [学会発表] 卵子特異的リンカーヒストンH1fooのゲノム標的領域およびその特徴 (2013)
  • 著者名/発表者名: 早川晃司, 他
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド、兵庫
  • 年月日: 20131203-06
• [学会発表] ポスト・エピジェネティクス時代のエピジェネティクス (2013)
  • 著者名/発表者名: 塩田邦郎
  • 学会等名: 第7回日本エピジェネティクス研究会年会
  • 発表場所: 奈良県新公会堂、奈良
  • 年月日: 20130530-31
  • 招待講演
• [学会発表] Histone H1foo, an oocyte-specific linker hisotone member, decondenses chromatin at unique target loci in mouse genome (2013)
  • 著者名/発表者名: Koji Hayakawa, Mitsuko Hirosawa, Satoshi Tanaka, Shintaro Yagi, Kunio Shiota
  • 学会等名: EMBO Conference Series, Chromatin and Epigenetics
  • 発表場所: Heidelberg, Germany
  • 年月日: 20130508-20130512