減数分裂を経ない生殖形態における遺伝子発現について

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12680722
• Research Institution: TOKAI UNIVERSITY
• Principal Investigator: 石野 知子 東海大学, 健康科学部, 教授 (20221757)
• Keywords: クローンマウス / インプリンティング遺伝子 / 遺伝子発現 / 胎盤異常 / ES細胞 / エピジェネティクス / 生殖細胞系列 / インプリンティングの消去

Research Abstract

我々は、体系的なスクリーニングで分離した、インプリンティング遺伝子群、父親性発現遺伝子(Paternally expressed genes:Peg)と母親性発現遺伝子(Maternally expressed genes:Meg)を指標として、体細胞クローンマウスでの遺伝子発現について解析を行った。ES細胞核を用いたクローンマウスでは、インプリンティング遺伝子の発現に異常を生じているという報告があったが、すでに、ES細胞の段階でインプリンティング遺伝子の発現に異常を生じていると言われている。一方、我々の用いた体細胞クローンマウスでは、新生児期致死性、形態異常はほとんど見られなかった上に、ゲノムインプリンティング記憶も正しく保持されていた。つまり、クローンの個体でも、由来となった体細胞核内での記憶と同じように、Peg遺伝子は父親性発現を、Meg遺伝子は母親性発現を示していた。以上より、クローン作製において、核を提供するドナー細胞のゲノムの状態-ゲノムのエピジェネティクス-が重要であることを示唆し、Scienceに発表した。我々の結果では、体細胞クローンの胎児・新生児のゲノムインプリンティングは正常であったが、胎盤では一部のインプリンティング遺伝子の発現に異常が見られた。胎盤での遺伝子発現の異常が、クローンマウスの出生率の低さと関係があるのかどうかについては、今後の研究が必要である。
本研究のもう1つの成果は、始原生殖細胞から作製したクローンマウスを用いて、ゲノムインプリンティング記憶が、生殖細胞系列において消去される過程を明らかにしたことである。生殖細胞系列では、それまでの体細胞タイプのゲノムインプリンティングを個体の性別に合わせて父親タイプまたは母親タイプのインプリンティングに刷り込み直す必要がある。我々は、生殖細胞系列において、今までのゲノムインプリンティングの記憶を1度消去して、刷り込みをし直すことを仮定していたが、本研究により、記憶の消去の時期が胎児期10.5日から11.5日であることを特定し、Developmentに発表した。
以上の研究により、体細胞クローン動物の遺伝子発現やゲノムインプリンティングの機構解明について新しい視点を導入できたと考えている。

Research Products

• [Publications] Kimiko Inoue et.al.: "Faithful expression of imprinted genes in cloned mice"Science. 295. 297 (2002)
• [Publications] Jiyoung Lee et.al.: "Erasing genomic imprinting memory in mouse clone embryos produced from day 11.5 primordial germ cells"Development. (in press). (2002)