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2012 年度 実績報告書

哺乳類特異的ゲノム機能の解析

研究課題

研究課題/領域番号 23221010
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)

研究期間 (年度) 2011-05-31 – 2016-03-31
キーワード哺乳類特異的ゲノム機能 / 哺乳類特異的遺伝子 / レトロトランスポゾン / 個体発生 / 系統発生 / ゲノムインプリンティング / 能動的脱メチル化 / リプログラミング
研究概要

本研究課題の「哺乳類特異的ゲノム機能」では、1)哺乳類特異的遺伝子の機能2)哺乳類特異的エピジェネティック機構であるゲノムインプリンティングを取り上げ、具体的な研究内容としては、レトロトランスポゾンに由来する哺乳類特異的遺伝子であるPeg10, Peg11/Rtl1, Sirh4-6、Sirh9 の生物学的機能の解明、ゲノムインプリンティングの記憶のリプログラミングにおける脱メチル化の解析を推進している。解析は順調に進んでおり、Peg11/Rtl1については、これまで報告した胎盤の血管内皮細胞の維持機能だけでなく、胎児側の血管系の保持にも重要であり、これが胎児期中期致死、新生児期致死などの原因であることを示唆する結果を得ている。ヒトPEG11/RTL1は染色体14番の父親性2倍体、母親性2倍体症候群の原因遺伝子であり、今回の結果は、PEG11/RTL1をターゲットとした治療戦略につながると考えている。Sirh9 については新しいコンストラクトが完成し、KOマウス作製が進んでいる。哺乳類の発生機構には、DNAメチル化と脱メチル化によるエピジェネティック制御が重要である。しかし、脱メチル化が能動的なものか、受動的に起きるものかという議論に決着はついていない。われわれの解析からは、受精直後の雄性前核の脱メチル化は、メチルシトシンがヒドロキシメチルシトシンへ変換された後は、DNA複製に従った受動的メチル化が起きている可能性が高いことが明らかになった。一方で、始原生殖細胞におけるゲノムインプリンティング記憶の消去過程では、DNA複製によるものとよらない両者の脱メチル化反応が進んでいることが明らかに出来た。これはin vivo, in vitroを問わず、能動的脱メチル化を実証した初めてのものである。

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

レトロトランスポゾン由来の遺伝子の解析からは新しい知見が得られており、期間中にこれらの機能に関する新しい概念が提出できると考えている。能動的脱メチル化を初めて検出できたことは大きな成果であり、期間中にその詳細な機構まで迫りたい。

今後の研究の推進方策

機能をもたらしたかを明らかにして行く。Sirh4-6、Sirh9に関してはノックアウトマウスの解析を主とした解析から、どのような生命現象に関わっているかを明らかにしたい。能動的脱メチル化が存在することを実証できたのは大きな成果であるが、この系のin vitro化にはいまだ成功していない。これは非常に難しい問題であるため、この試みを続けるとともに、実験上は非常に大変なセッティングとなるがin vivoの系でどこまで詳細な解析データを出すことを並行して進める。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (23件) (うち招待講演 10件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] RNAi-mediated Knockdown of Xist Does Not Rescue the Impaired Development of Female Cloned Mouse Embryos.2013

    • 著者名/発表者名
      Oikawa M.
    • 雑誌名

      J Reprod Dev

      巻: in press ページ: 未定

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Successful serial recloning in the mouse over multiple generations.2013

    • 著者名/発表者名
      Wakayama S.
    • 雑誌名

      Cell Stem Cell

      巻: 12 ページ: 293-297

    • DOI

      10.1016/j.stem.2013.01.005.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The role of genes domesticated from LTR retrotransposons and retroviruses in mammals.2012

    • 著者名/発表者名
      Kaneko-Ishino T.
    • 雑誌名

      Frontiers Microbiol

      巻: 3 ページ: Article262

    • DOI

      10.3389/fmicb.2012.00262

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Embryo manipulation via assisted reproductive technology and epigenetic asymmetry in mammalian early development.2012

    • 著者名/発表者名
      Kohda T.
    • 雑誌名

      Phillos Trans R Soc Lond B Biol Sci

      巻: 368 ページ: 20120353

    • DOI

      10.1098/rstb.2012.0353.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of viviparity and genomic imprinting in mammals by retrotransposons.2012

    • 著者名/発表者名
      Kaneko-Ishino T.
    • 雑誌名

      In Evolutionary Biology: Mechanisms and Trends (ed. Pontarotti, P.)

      巻: in press ページ: pp.265-282

  • [学会発表] Evolution of mammalian viviparity and placentation by exaptation of LTR retrotransposons.2013

    • 著者名/発表者名
      Fumitoshi Ishino
    • 学会等名
      CDB Symposium 2013 -The Making of a Vertebrate-
    • 発表場所
      RIKEN CDB, Kobe
    • 年月日
      20130304-20130306
    • 招待講演
  • [学会発表] 顕微授精によって最初に誘導される遺伝子発現調節の変化2012

    • 著者名/発表者名
      幸田尚
    • 学会等名
      ワークショップ「有性生殖におけるゲノム・遺伝子相関」第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場、福岡
    • 年月日
      20121211-20121214
  • [学会発表] 哺乳類特異的レトロトランスポゾン獲得による胎生進化2012

    • 著者名/発表者名
      小野竜一
    • 学会等名
      ワークショップ「分化・再生からゲノム進化まで ― その多様なメカニズム」第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場、福岡
    • 年月日
      20121211-20121214
  • [学会発表] 哺乳類で新しく獲得された遺伝子Sirh7 と哺乳類の胎盤進化2012

    • 著者名/発表者名
      成瀬美衣
    • 学会等名
      ワークショップ「発生と進化に関わるトランスポゾン由来のDNA」第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場、福岡
    • 年月日
      20121211-20121214
  • [学会発表] マウス着床前胚において雌のみで発現するsmall RNAの探索2012

    • 著者名/発表者名
      相馬未来
    • 学会等名
      ワークショップ「脊椎動物の初期発生研究における新たな展開」第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場、福岡
    • 年月日
      20121211-20121214
  • [学会発表] 真獣類および有袋類特異的なレトロトランスポゾン由来の遺伝子群PNAMファミリーとインプリンティングの解析2012

    • 著者名/発表者名
      岩崎佐和
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場、福岡
    • 年月日
      20121211-20121214
  • [学会発表] Sushi-ishiレトロトランスポゾン由来の遺伝子Sirh3の機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      入江将仁
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場、福岡
    • 年月日
      20121211-20121214
  • [学会発表] なぜトランスポゾン由来の真獣類特異的遺伝子群Sirh4, Sirh5, Sirh6は複数コピーで存在するのか?2012

    • 著者名/発表者名
      石井雅之
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場、福岡
    • 年月日
      20121211-20121214
  • [学会発表] 低栄養が胎仔期に与える遺伝子発現への影響2012

    • 著者名/発表者名
      小野由美子
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場、福岡
    • 年月日
      20121211-20121214
  • [学会発表] Ex vivo、in vitro培養法による始原生殖細胞のDMR脱メチル化の解析2012

    • 著者名/発表者名
      山口佑季
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場、福岡
    • 年月日
      20121211-20121214
  • [学会発表] 真獣類特異的遺伝子Peg11の胎盤における役割と成長への影響2012

    • 著者名/発表者名
      北澤萌恵
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場、福岡
    • 年月日
      20121211-20121214
  • [学会発表] 核移植技術によるXist遺伝子のインプリント確立の解析2012

    • 著者名/発表者名
      及川真実
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場、福岡
    • 年月日
      20121211-20121214
  • [学会発表] 真獣類特異的遺伝子UTF1は胎盤の増殖を促進する2012

    • 著者名/発表者名
      西本正純
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場、福岡
    • 年月日
      20121211-20121214
  • [学会発表] マウスにおける雌性単為発生胚由来1倍体ES細胞の樹立と特性解析2012

    • 著者名/発表者名
      高橋沙央里
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場、福岡
    • 年月日
      20121211-20121214
  • [学会発表] Evolution of Genomic Imprinting, Viviparity and Placentation in Mammals Suggest Critical Contribution of LTR-Retrotransposons and/or Exogenous DNAs.2012

    • 著者名/発表者名
      Fumitoshi Ishino
    • 学会等名
      Quantitative Evolutionary and Comparative Genomics 2012
    • 発表場所
      Okinawa Inst Sci Tech, Okinawa
    • 年月日
      20120806-20120810
    • 招待講演
  • [学会発表] Functions of mammalian-specific SIRH family genes- LTR retrotransposon-derived genes in mammalian reproducion system-2012

    • 著者名/発表者名
      Fumitoshi Ishino
    • 学会等名
      Fujihara Seminar 2012, A New Horizon of Retroposon Research
    • 発表場所
      Shiran-Kaikan, Kyoto
    • 年月日
      20120731-20120803
    • 招待講演
  • [学会発表] Role of mammalian-specific retrotransposon-derived genes in mammalian reproductive system.2012

    • 著者名/発表者名
      Fumitoshi Ishino
    • 学会等名
      The 2nd SKLRB Symposia in Reproductive Biology
    • 発表場所
      Beijing Friendship Hotel, Beijing, China
    • 年月日
      20120506-20120510
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノムインプリンティングから見えてくるもの ―哺乳類の個体発生と進化―2012

    • 著者名/発表者名
      石野史敏
    • 学会等名
      日本分子生物学会第12回春季シンポジウム トランスレ―ショナル分子生物学 ~新世代への知の継承~
    • 発表場所
      石和温泉、山梨
    • 年月日
      20120425-20120425
    • 招待講演
  • [学会発表] Contribution of LTR retrotransposons to evolution of mammals: a novel view from comparative genomics.

    • 著者名/発表者名
      Fumitoshi Ishino
    • 学会等名
      The 11th Surugadai Symposium, Medical Research Institiute, TMDU
    • 発表場所
      Tokyo Med and Dent Univ, Tokyo
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノム情報から哺乳類の進化を読み解く

    • 著者名/発表者名
      石野史敏
    • 学会等名
      第11回知の拠点セミナー「ゲノム情報の読み取りから難治疾患に挑む」
    • 発表場所
      京都大学東京オフィス、品川インターシティ
    • 招待講演
  • [学会発表] LTRレトロトランスポゾン由来の新規獲得遺伝子とその哺乳類特異的機能について

    • 著者名/発表者名
      石野史敏
    • 学会等名
      第2回 Tokyo Vertebrate Morphology Meeting
    • 発表場所
      東京慈恵医大、東京
    • 招待講演
  • [学会発表] Roles of LTR retrotransposon- derived genes in mammalian evolution and diversification.

    • 著者名/発表者名
      Fumitoshi Ishino
    • 学会等名
      2013 International Symposium on Frontier Agriscience and Technology –Insight into Biological Mechanisms, Resources and Availability-
    • 発表場所
      Shinshu Univ., Ina, Nagano
    • 招待講演
  • [学会発表] 哺乳類特異的形質の獲得 ―進化の中立説と自然選択説―

    • 著者名/発表者名
      石野史敏
    • 学会等名
      岡田清孝先生退職記念シンポジウム
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスホール、岡崎
    • 招待講演
  • [備考] 石野研ホームページ

    • URL

      http://www.tmd.ac.jp/mri/epgn/index.html

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公開日: 2014-07-24  

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