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2014 年度 実施状況報告書

メチル化DNA可視化マウス(メチロー)を用いた細胞の評価

研究課題

研究課題/領域番号 26660250
研究機関大阪大学

研究代表者

山縣 一夫  大阪大学, 微生物病研究所, 特任准教授 (常勤) (10361312)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワードDNAメチル化 / 細胞評価 / メチロー
研究実績の概要

In vitroでの細胞の分化誘導や、各種薬物の細胞応答試験では、細胞の状態変化を正確に評価する技術は必要不可欠である。これまでは、リポーター遺伝子の発現や移植結果、細胞の生死判定などによってなされてきた。一方、細胞分化やストレス応答によって、ゲノムのエピジェネティック状態が大きく変動することが近年知られてきている。申請者はこれまでに全身の細胞でメチル化DNAを生きたまま可視化できるリポーターマウス(メチローと命名)の作製に成功している。そこで本申請課題では、我々が開発したメチローマウスを用いて、細胞の分化や応答過程においてどのような核内構造変化が誘導されるのかを明らかにし、それら画像情報を定量的に表し指標化することで、エピジェネティクスに基づいた各種細胞の評価法を確立することを目的としている。26年度は、前年度より進めていたメチローマウスの解析を進め、細胞分化にともなって核内のヘテロクロマチンパターンに変化が見られることを初期胚やES細胞を長時間ライブセルイメージングを行うことで定量的に示すことに成功した。この成果をまとめて論文投稿を行い、Stem Cell Reports誌に掲載された。また、これまでに蓄積したノウハウや、さまざまな人的交流を活用して、長時間にわたって細胞や個体組織の核内をダメージなく高解像度に観察できる顕微鏡システムの構築と、その条件設定を行った。具体的には、使用しているスピニングディスク式の共焦点顕微鏡のディスク上のピンホールの大きさやホール間の距離を検討することで、より高解像な画像を得ることに成功した。

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

上述のように、26年度はメチローマウスの詳細な解析を行い、論文掲載に至った。また当初目的通り、長時間にわたって細胞や個体組織の核内をダメージなく高解像度に観察できる顕微鏡システムの構築を行うことができた。以上より研究はおおむね順調に進展していると考えている。

今後の研究の推進方策

27年度は、所属先を近畿大学生物理工学部に変え、そこで学生たちを指導しながらより一層研究を発展させたいと考えている。具体的には、メチローマウスを用いてES細胞から生殖細胞に分化する過程や、生殖幹細胞(multipotent germ stem cell, mGS)から体細胞に分化する過程におけるDNAメチル化状態の推移について、特に染色体セントロメア領域に着目しながら、いつ、どのように変換されるのかを生きたまま高精細かつ多次元的に観察する。それにより、核内DNAメチル化状態の動態と生殖細胞分化との関連について、新しい知見が得られるものと期待している。

次年度使用額が生じた理由

所属先の移動があったため、年度内だけでなく次年度の使用状況の予想が立たなかった。そこで、念のため年度内の使用を抑え、次年度につかえるようにした。

次年度使用額の使用計画

当初計画を少し増やし、実験動物や消耗品、備品の購入に充てる予定である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 7件)

  • [雑誌論文] Early Development of Cloned Bovine Embryos Produced from Oocytes Enucleated by Fluorescence Metaphase II Imaging Using a Conventional Halogen-Lamp Microscope.2015

    • 著者名/発表者名
      Iwamoto D, Yamagata K, Kishi M, Hayashi-Takanaka Y, Kimura H, Wakayama T, Saeki K.
    • 雑誌名

      Cellular Reprogramming

      巻: 17 ページ: 106-14

    • DOI

      10.1089/cell.2014.0086.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stella preserves maternal chromosome integrity by inhibiting 5hmC-induced γH2AX accumulation.2015

    • 著者名/発表者名
      Nakatani T, Yamagata K, Kimura T, Oda M, Nakashima H, Hori M, Sekita Y, Arakawa T, Nakamura T, Nakano T.
    • 雑誌名

      EMBO Reports

      巻: 17 ページ: e201439427

    • DOI

      10.15252/embr.201439427

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of epigenetic modifications in preimplantation embryos.2015

    • 著者名/発表者名
      Kimura H, Yamagata K.
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 1222 ページ: 127-47

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-1594-1_10.

  • [雑誌論文] Improved and robust detection of cell nuclei from four dimensional fluorescence images.2014

    • 著者名/発表者名
      Bashar MK, Yamagata K, Kobayashi TJ.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 9 ページ: e101891

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0101891. eCollection 2014.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Heterochromatin dynamics during the differentiation process revealed by the DNA methylation reporter mouse, MethylRO.2014

    • 著者名/発表者名
      Ueda J, Maehara K, Mashiko D, Ichinose T, Yao T, Hori M, Sato Y, Kimura H, Ohkawa Y, Yamagata K.
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 3 ページ: 216

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2014.05.008. eCollection 2014 Jun 3.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Visualization of Dynamics of Methylated DNA in living cell and animal.2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Yamagata
    • 学会等名
      International Symposium on Bio-imaging and Gene Targeting Sciences in Okayama
    • 発表場所
      岡山大学創立五十周年記念館 金光ホール
    • 年月日
      2015-02-15 – 2015-02-15
    • 招待講演
  • [学会発表] メチローマウスで動くメチル化DNAを追う2015

    • 著者名/発表者名
      山縣一夫
    • 学会等名
      平成26年度基礎生物学研究所重点共同利用研究「哺乳類着床前胚の発生動態解析システムの構築とその応用」公開研究会
    • 発表場所
      基礎生物学研究所
    • 年月日
      2015-01-19 – 2015-01-19
    • 招待講演
  • [学会発表] 初期胚の高精細イメージングで見えてくるもの2014

    • 著者名/発表者名
      山縣一夫
    • 学会等名
      第59回本生殖医学会学術講演
    • 発表場所
      京王プラザホテル
    • 年月日
      2014-12-04 – 2014-12-05
    • 招待講演
  • [学会発表] メチローで 動くメチル化DNAを追う2014

    • 著者名/発表者名
      山縣一夫
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      国立京都国際会館・グランドプリンスホテル京都
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-18
    • 招待講演
  • [学会発表] ライブセルイメージングで「卵子の質」を定量化する2014

    • 著者名/発表者名
      山縣一夫
    • 学会等名
      第66回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      奈良県新公会堂
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantification of embryo quality by live-cell imaging2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Yamagata
    • 学会等名
      47th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
    • 発表場所
      愛知県産業労働センター WINC AICHI
    • 年月日
      2014-05-27 – 2014-05-30
    • 招待講演
  • [学会発表] ライブセルイメージングで「卵子の質」を評価する2014

    • 著者名/発表者名
      山縣一夫
    • 学会等名
      第55回日本卵子学会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2014-05-17 – 2014-05-18
    • 招待講演

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公開日: 2016-05-27  

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