研究課題
哺乳類のゲノム刷り込み（genomic imprinting）現象では、遺伝子座の発現制御領域（imprinting control region; ICR）がアリル特異的にDNAメチル化される結果、遺伝子が父・母由来のどちらか一方のアリルからのみ発現する。本研究は、Igf2/H19刷り込み遺伝子座のICR（H19 ICR）に注目し、同領域が父由来アリルのみでメチル化されるメカニズムを解析している。H19 ICR断片を導入したトランスジェニック（Tg）マウス、および、内在H19 ICR変異マウスを解析した結果、H19 ICRは精子でDNAメチル化されていなくても、受精後すぐの胚で、父由来特異的にde novo メチル化されることを明らかにした。また、H19 ICRの末端から二段階に配列を欠損した断片を用いてTgマウスを作製し、そのメチル化状態を解析した結果から、受精後父由来特異的DNAメチル化に必要な配列のおおよその位置がわかった。この情報をもとに、さらに短い間隔で段階的に配列を欠損させた複数のH19 ICR断片を使ってTgマウスを作製し、メチル化解析を行った。その結果、受精後父由来特異的DNAメチル化に必要な配列を、百数十bpの範囲に同定した。同配列の必要性を内在遺伝子座においても検証するために、CRISPR/Casシステムを用いて、欠損マウスの作製を開始した。また、受精後に父由来特異的にDNAメチル化されるためには、生殖細胞からDNAメチル化以外のエピジェネティックな情報が伝えられると考えられる。そこで、精子のクロマチンの状態を解析する実験系の条件検討を行った。
2: おおむね順調に進展している
複数のTgマウス系統を作製・解析し、H19 ICRの受精後父由来特異的DNAメチル化に必要な配列を順調に同定できた。また、同配列の必要性について、内在遺伝子座での検証に展開できた。成果の一部を国際学術雑誌に発表できた。
CRISPR/Casシステムによって作製した内在H19 ICR内部欠損マウスのDNAメチル化状態を解析し、欠損配列の父由来特異的DNAメチル化における必要性を検証する。同配列に作用するトランス因子を細胞核抽出液からアフィニティー精製し、同定する。各種Tgマウス、内在H19 ICR変異マウスの精子のクロマチンの状態を解析・比較し、生殖細胞から伝わるエピジェネティックな情報の本体を明らかにする。
Tgマウス系統の作製と解析を効率的に行うことができた。CRISPR/Casシステムによる遺伝子欠損マウスの作製効率を改善できた。
H19 ICR内部欠損マウスの繁殖に必要な野生型マウスと、解析に必要な試薬・消耗品購入する。DNA結合タンパク質の精製・同定や、精子クロマチンの解析に必要な試薬を購入する。得られた成果を学会で発表するための旅費として使用する。
すべて 2016 2015 その他
すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 備考 (3件)
Development
巻: 142 ページ: 3833-3844
10.1242/dev.126003
http://www.tsukuba.ac.jp/attention-research/p201511171200.html
http://www.tsukuba.ac.jp/wp-content/uploads/151116tanimoto1.pdf
http://www.tsukuba.ac.jp/en/news-list/p201511251031
