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2011 年度 実績報告書

母性因子による胚性ゲノム活性化のエピジェネティクス解析

研究課題

研究課題/領域番号 23380164
研究機関京都大学

研究代表者

南 直治郎  京都大学, 農学研究科, 准教授 (30212236)

研究分担者 松本 和也  近畿大学, 生物理工学部, 教授 (20298938)
塚本 智史  (独)放射線医学総合研究所, 先端動物実験室, 技術職員 (80510693)
キーワードマウス / 初期胚 / クロマチンリモデリング / Chd1 / Oct4 / siRNA
研究概要

本研究では受精後の胚における転写の活性化に関わる要因を解明する目的で、ヒストンH4のメチル化を認識し、転写活性を正に制御するクロマチンリモデリング因子Chd1に着目した。Chd1の役割を解析するために、受精後1細胞期胚の細胞質にChd1を標的とするsiRNAを顕微注入することで、Chd1ノックダウン胚を作製した。ノックダウン胚では受精後から5.5日後まで形態的な異常は見られず、胚盤胞期胚までの発生率、脱出胚盤胞の率にも影響はなかった。当初はChd1の抑制によってゲノムの活性化が抑制されて、発生が停止することを予測したが、予測どおりの結果は得られなかった。しかしながら、Chd1を抑制した胚においては、多能性のマーカーであるOct4の発現が抑制されていることが明らかになった。Chd1抑制胚においてはOct4の発現が急激に増加する4細胞期および8細胞期において、Oct4の発現がそれぞれ1/3、1/15程度まで抑制されていた。また、胚盤胞期胚においてOct4とCdx2のタンパク質局在を免疫蛍光染色によって解析したところ、それぞれのタンパク質の局在に変化はなかったものの、タンパク質量は対照区と比較して有意に減少した。またChd1ノックダウン胚はICM由来のコロニー形成能力が対照区(72.4±9.8%)と比較して有意に低いことが示された(27.8±12.9%)。この結果はHmgpiを抑制した初期胚での結果と一致することから、Chd1ノックダウン胚でHmgpiの遺伝子解析を行ったところ、Hmgpiが2細胞期から抑制されていることが確認でされた。
Hmgpiは桑実期胚以降でOct4とCdx2の発現調節を行っていることからマウス初期胚においてはChd1がOct4の発現を直接的および間接的に制御していることが示唆された。

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

本研究課題の採択が11月と遅れたため、研究の開始にやや遅れが出たが、その後順調に進展した。本年度はこれまでにほ乳動物の卵母細胞や受精卵ではその機能がまったく解析されていなかったクロマチンリモデリング因子であるChd1に着目して研究を行った。Chd1はヒストンH3の4番目のリジンのトリメチルかを認識し、転写をポジティブに制御する因子として知られているが、この因子を抑制することによって卵母細胞の成熟と受精卵の着床前の発生に影響が出ることが明らかとなり、受精前後におけるエピジェネティックな修飾が重要な機能を持っていることが示された。

今後の研究の推進方策

今後は受精後に起こる胚性ゲノムの活性化時期より前に発現を開始するヒストンメチル化酵素やクロマチンリモデリング因子に着目し、ゲノムの活性化を制御するエピジェネティックな修飾に関する現象について解析する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Donor cells at the gl phase enhance homogeneous gene expression among blastomeres in bovine somatic cell nuclear transfer embryos2012

    • 著者名/発表者名
      Iwamoto D, Kasamatsu A, Ideta A, Urakawa M, Matsumoto K, Hosoi Y, Iritani A, Aoyagi Y, Saeki K
    • 雑誌名

      Cell Reprogram

      巻: 14 ページ: 20-28

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification and characterization of an oocyte factor required for development of porcine nuclear transfer embryos2011

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto K, Tsukamoto S, Matsumoto M, Minami N, Yamada M, Miyake M, Matsumoto K, Imai H, et al
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A

      巻: 108 ページ: 7040-7045

    • DOI

      10.1073/pnas.1013634108

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 卵母細胞特異的に発現するOoglについて2011

    • 著者名/発表者名
      南直治郎
    • 雑誌名

      卵子学(森嵩英総編集)

      ページ: 803-805

  • [学会発表] The functional analysis of Chdl in mouse oocyte maturation using lipid-siRNA complexes2011

    • 著者名/発表者名
      Suzuki S, Tsukamoto S, Ohta Y, Imai H, Minami N
    • 学会等名
      3^<rd> World Congress of Animal Reproduction
    • 発表場所
      ケアンズ(オーストラリア)
    • 年月日
      2011-10-10
  • [学会発表] マウス卵母細胞特異的遺伝子Ooglのプロモーター解析2011

    • 著者名/発表者名
      石田未弥・岡崎永里子・塚本智史・木村康二・太田有紀・鬼頭靖司・今井裕・南直治郎
    • 学会等名
      第104回日本繁殖生物学会
    • 発表場所
      いわて県民情報交流センター(盛岡市)
    • 年月日
      2011-09-15
  • [学会発表] Identification of Oogl promoter regions in mouse growing oocytes2011

    • 著者名/発表者名
      Ishida M, Okazaki E, Tsukamoto S, Kimura K, Ohota Y, Kito S, Imai H, Minami N
    • 学会等名
      44th Society for the Study of Reproduction
    • 発表場所
      ポートランド(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2011-08-02
  • [学会発表] トランスフェクションを用いたマウス卵母細胞中でのChdlの機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木伸之・塚本智史・太田有紀・今井裕・南直治郎
    • 学会等名
      第5回エビジェネティクス研究会年会
    • 発表場所
      KKRホテル熊本(熊本市)
    • 年月日
      2011-05-19

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公開日: 2013-06-26  

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