2017 Fiscal Year Annual Research Report
Epigenetic regulatory network for retrotransposon silencing during germ cell development
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16H04817
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
一柳 健司 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (70401560)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | レトロトランスポゾン / 生殖細胞 / DNAメチル化 / piRNA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マウス生殖細胞の発生過程ではエピジェネティックな状態がダイナミックに変化する。雄の場合、生死形成過程の第一段階である始原生殖細胞で一旦DNAメチル化がほぼ消失し、前駆精原細胞の時期に再メチル化される。これらの時期を含めて、精製形成過程ではpiRNAと呼ばれる生殖細胞特異的な小分子RNAが発現し、レトロトランスポゾンの再メチル化を促進していると考えられている。本研究ではDNA再メチル化異常を伴うDnmt3l KOマウス、piRNAが合成できないPld6 KOマウス、およびそれらの二重変異体について、前駆精原細胞と精母細胞を精製してmRNA-seqによってレトロトランスポゾンの発現量を解析した。その結果、前駆精原細胞ではpiRNA系によってレトロトランスポゾンRNAを切断することで発現抑制を行っている一方、精母細胞の時期になるとpiRNAによる転写後抑制よりも、DNAメチル化に転写抑制の方が重要な役割を担うようになることを明らかにした。さらに、それらの途中段階である精原細胞でもmRNA-seqを行ったところ、まだpiRNA系がドミナントに働いているレトロトランスポゾンのファミリーと、すでにDNAメチル化による制御系にシフトしているファミリーがあり、レトロトランスポゾンのファミリーごとに異なる制御ダイナミクスをたどることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ほぼ計画通りの実験を行うことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
前駆精原細胞、精原細胞、精母細胞について、H3K9me3, H3K9me2, H3K4me3, H3AcのChIP-seqを行い、この時期にレトロトランスポゾン上のヒストン修飾がどのように変遷していくのかをファミリーごとに解析する。KOマウスでも同様の実験を行って、piRNAやDNAメチル化がなくなることで、ヒストン修飾が変化するかどうかを明らかにする。さらに、ESET (H3K9me3化酵素）の生殖細胞特異的ノックアウトマウス、HSP90a（分子シャペロン）ノックアウトマウスの生殖細胞でmRNA-seqおよびChIP-seqを行い、これらの遺伝子のレトロトランスポゾン抑制における役割を明らかにする。
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