2014 Fiscal Year Annual Research Report
メチローム解析による試験管内始原生殖細胞誘導過程における遺伝子発現制御機構の解明
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14J04310
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
白根 健次郎 九州大学, 医学系学府, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | DNAメチル化 / エピゲノム / 始原生殖細胞 / 多能性幹細胞 / リプログラミング / 次世代シークエンサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、マウス始原生殖細胞（primordial germ cell: PGC）分化過程におけるDNAメチル化制御機構とその役割解明を目指して、胚性幹細胞（embryonic stem cell: ESC）からエピブラスト様細胞（epiblast-like cell: EpiLC）を経て誘導される始原生殖細胞様細胞（PGC-like cell: PGCLC）誘導系をモデルとして、網羅的なDNAメチル化解析と遺伝子発現解析の統合的解析を行う。本年度までに次世代シークエンサーを用いたwhole-genome bisulfite sequencingによりESC, EpiLC, PGCLCのDNAメチル化情報を一塩基レベルの解像度で取得し、RNA-sequencingにより遺伝子発現情報を得た。既存のツールと独自のスクリプトを組み合わせた情報解析の結果、ゲノム全体のメチル化レベルはEpiLCへの分化過程で上昇し、PGCLCへの分化過程でEpiLCパターンを維持したまま徐々に低下することが分かった。一方、反復配列やインプリント遺伝子制御領域のメチル化はゲノム全体と比べ、非常に緩やかに低下していた。次に、遺伝子発現制御に重要なプロモーターのメチル化と遺伝子発現の解析により、PGCLCにおいてメチル化低下に伴い発現上昇する遺伝子を同定した。また、生殖巣に到達した後の生殖細胞で発現するトランスポゾン抑制や減数分裂に関わる遺伝子の一部は脱メチル化に抵抗性を示すという知見を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初は2年目に達成できると考えていたRNA-sequencing解析及びDNAメチル化により制御される遺伝子の同定まで終了したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
雌雄のDNAメチル化と遺伝子発現の詳細な比較を行う。また、ESCにおいてDNAメチル化を制御し始原生殖細胞分化にも必須なPrdm14に着目し、Prdm14遺伝子欠損によるメチル化と遺伝子発現への影響を始原生殖細胞誘導系で調べ、上記で同定したメチル化により制御される遺伝子との関係性を明らかにする。
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Research Products
(4 results)
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[Journal Article] Setdb1 is required for germ line development and silencing of H3K9me3 marked endogenous retroviruses in primordial germ cells.2014
Author(s)
Liu, S., Brind’Amour, J., Karimi, M.M., Shirane, K., Bogutz, A., Lefebvre, L., Sasaki, H., Shinkai, Y. & Lorincz, M.C.
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Journal Title
Genes and Devlopment
Volume: 28
Pages: 2041-2055
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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