2019 Fiscal Year Annual Research Report
幹細胞老化に関わるH3K27エピジェネティック制御機構の解明
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19H03139
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
岩森 巨樹 九州大学, 農学研究院, 准教授 (70647362)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩森 督子 九州大学, 医学研究院, 助教 (10711509)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 精子幹細胞 / 老化 / エピジェネティクス / JMJD3 / UTX / エネルギー代謝 / オートファジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
精子形成は個体のほぼ一生にわたって継続されるが、加齢に伴って、その繁殖能力は低下する。その原因の一つには精子幹細胞の老化が挙げられるが、幹細胞老化のメカニズムは明らかになっていない。我々は雄生殖細胞特異的にヒストンH3リジン27（H3K27）脱メチル化酵素JMJD3を欠損させると、精子幹細胞数が増加し、長期に渡り良好な繁殖能力を示す抗老化現象を見出した。そこで本研究では複数のマウスモデルを用いて、H3K27メチル化制御を中心とした、精子幹細胞老化メカニズムを分子的に理解することを目的とする。また、JMJD3欠損精子幹細胞ではもう一つのH3K27脱メチル化酵素UTXが異所的に発現するため、JMJD3欠損とUTX発現のどちらがより幹細胞老化に密接に関わるのか注目して解析する。今回解析するマウスモデルは①野生型マウス、②JMJD3欠損マウス、③JMJD3/UTX二重欠損マウス、④UTX発現誘導マウスの4種類であるが、これまでに野生型およびJMJD3欠損マウス精子幹細胞におけるChIP-seqを行い、現在データ解析中である。今後、JMJD3/UTX二重欠損マウスおよびUTX発現誘導マウスについても試料を採取し、RNA-seq・ChIP-seqによる遺伝子発現プロファイルおよびエピゲノムプロファイルを得る予定である。また、下流候補経路として注目しているエネルギー代謝経路およびオートファジー機構についても解析を進め、H3K27メチル化制御との関連性、精子幹細胞老化との関連性を明らかにする予定である。
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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
本研究では若齢および老齢精子幹細胞における発現遺伝子プロファイルおよびエピゲノムプロファイルを比較し、老化に関連するメカニズムを解析することを目的としている。実験試料の回収に時間がかかることは当初から想定されていた通りであるが、今年度は一部の野生型およびJMJD3欠損マウスのChIP-seqを行うことができた。現在、データ解析中であり、これまでに得られている遺伝子発現プロファイルのデータとあわせて解析することでH3K27メチル化制御の一端を明らかにできると期待される。一方で、UTX発現誘導マウスについては作製した個体がモザイクであることが判明し、再度作製したため、予定より遅延したが、概ね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
JMJD3/UTX二重欠損マウスおよびUTX発現誘導マウスから精子幹細胞を回収し、RNA-seqおよびChIP-seqによる発現遺伝子プロファイルおよびエピゲノムプロファイルを得る。まずは若齢マウスからのデータ採取に集中し、老齢マウスにおけ流データは来年度までに解析することも想定している。また、現在注目しているエネルギー代謝経路、オートファジー機構についての解析を進展させる。
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