X染色体不活性化を制御する新規non-codingRNAの解析

2017 年度 実績報告書

• 研究領域: ノンコーディングRNAネオタクソノミ
• 研究課題/領域番号: 17H05597
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 小林 慎 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (10397664)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: Long non-coding RNA / 疾患モデルマウス / 性差

研究実績の概要

ゲノムプロジェクトの成果から、「ゲノム上のがらくた」と思われてきた領域には、タンパク質をコードしないnon-coding RNA （ncRNA) が多量に存在することが分かってきた（Kapranov P、Science, 2007)。その中でmiRNAを代表とする小さなRNAの機能解析は進んでいるが、200塩基以上の長い ncRNA（long non-coding RNA, lncRNA）は、個体レベルで機能が明らかになった例は僅かであり、その生理的な役割を明らかにすることが求められている。我々が発見したFat60 lncRNAの個体での機能を解析するためノックアウトマウスを作製したところ、一部個体で、発生に異常を示すマウスが出現することを明らかにした（未発表データ）。更に興味深いことに、表現型は性差を示すことが分かった。異常は雌KOマウスで見られるが、雄では異常は殆ど見られない。また、このような異常は同腹の野生型の個体では見られない。また、異なるESラインから作製したKOマウスにも同様の異常が見られたことから、表現型はlncRNAをKOしたことに由来すると想定される。KO胎仔の形態異常が「どの細胞」で「いつ」起こるか特定する目的で、胎仔期を遡り、発生の各ステージでの組織切片の詳細な解析を行った。組織切片、及び細胞の種類を染め分ける免疫染色による組織学的な解析を行った結果、異常を起こす組織及び、特定の細胞種を絞り込むことに成功した。更に、体系的、網羅的遺伝子発現解析を行うことにより、lncRNA破壊と表現型との関連を分子レベルで明らかにする手がかりを得た。lncRNAの機能を分子レベルで理解する大きな一歩であると考える。

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

表現型の解析が一通りまとまったので、論文投稿中。

今後の研究の推進方策

今後、個体のみならず細胞も用いて、より詳細な分子メカニズムの解析を進める。

研究成果

• [雑誌論文] Epigenetic differences between naïve and primed pluripotent stem cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Takahashi S, Kobayashi S, Hiratani I.
  • 雑誌名: Cell Mol Life Sci. 巻: 75(7) ページ: 1191-1203
  • DOI: 10.1007/s00018-017-2703-x.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Parental age and gene expression profiles in individual human blastocysts. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawai K, Harada T, Ishikawa T, Sugiyama R, Kawamura T, Yoshida A, Tsutsumi O, Ishino F, Kubota T, Kohda T.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 8(1) ページ: 2380
  • DOI: 10.1038/s41598-018-20614-8.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Preferable in vitro condition for maintaining faithful DNA methylation imprinting in mouse embryonic stem cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Lee J, Matsuzawa A, Shiura H, Sutani A, Ishino F.
  • 雑誌名: Genes Cells. 巻: 23(3) ページ: 146-160.
  • DOI: 10.1111/gtc.12560.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Live imaging of X chromosome inactivation and reactivation dynamics. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi S.
  • 雑誌名: Dev Growth Differ. 巻: 59(6) ページ: 493-500
  • DOI: 10.1111/dgd.12365.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Reply to Ferlazzo and Foray: About the Space Pup project. (2017)
  • 著者名/発表者名: Wakayama S, Kamada Y, Yamanaka K, Kohda T, Suzuki H, Shimazu T, Tada MN, Osada I, Nagamatsu A, Kamimura S, Nagatomo H, Mizutani E, Ishino F, Yano S, Wakayama T.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 114(33) ページ: E6734.
  • DOI: 10.1073/pnas.1711468114.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Healthy offspring from freeze-dried mouse spermatozoa held on the International Space Station for 9 months. (2017)
  • 著者名/発表者名: Wakayama S, Kamada Y, Yamanaka K, Kohda T, Suzuki H, Shimazu T, Tada MN, Osada I, Nagamatsu A, Kamimura S, Nagatomo H, Mizutani E, Ishino F, Yano S, Wakayama T.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 114(23) ページ: 5988-5993.
  • DOI: 10.1073/pnas.1701425114.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Ｘ染色体再活性化ライブイメージングシステムを用いた幹細胞研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小林 慎 (1,2)、細井勇輔 (2)、志浦 寛相(2)、山縣 一夫(３)、高橋 沙央里 (２)、藤原祥高(3)、岡部勝(3)、石野史敏(2)、五島直樹（１）
  • 学会等名: 第17回産総研・産技連LS-BT合同発表会
• [学会発表] X染色体再活性化のライブイメージングを可能にする“momijiマウス”の開発と応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小林慎
  • 学会等名: 第5回 Ｘ染色体研究会
• [学会発表] 発生におけるX染色体の不活性化および再活性化ダイナミクスのライブイメージング (2017)
  • 著者名/発表者名: 小林 慎 1, 細井 勇輔 1, 志浦 寛相 1, 山縣 一夫 2, 高橋 沙央里 1, 藤原 祥高 2, 幸田 尚 1, 岡部 勝 2, 石野 史敏 1
  • 学会等名: 第11回日本エピジェネティクス研究会
• [備考] 小林慎 研究紹介
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/mri/epgn/shin_kobayashi.html
• [備考] 産業技術総合研究所・創薬分子プロファイリングセンター
  • URL: http://www.molprof.jp/research/qpt1.html