エピジェネティクス可視化マウスの開発とそれらを用いた発生・脱分化過程の動態解析

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26870343
• Research Institution: Chubu University
• Principal Investigator: 上田 潤 中部大学, 実験動物教育研究センター, 助教 (80450394)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: エピジェネティクス / ライブセルイメージング / DNAのメチル化

Outline of Annual Research Achievements

ここ最近の研究からエピジェネティクスは発生・分化過程のみならず、腫瘍形成過程などの病態進行過程においてもダイナミックに変化することが明らかとなってきている。発生・分化過程のエピジェネティクス動態を解析するために、これまでに申請者らはDNAのメチル化修飾を生きたマウス個体の全身で可視化したレポーターマウスを開発してきた。本研究では新たなエピジェネティクス・レポーターマウスを作製すると共に、これらのレポーターを用いて体細胞のリプログラミング過程並びにマウス着床前初期胚の発生過程におけるエピジェネティクス・リプログラミングの動態解析を、ライブセルイメージング手法を用いて行うことを目的としている。

当初計画していたような、エピジェネティクス・レポーターマウスを作製することはまだできていないが、東京工業大学の木村宏博士、佐藤優子博士、近畿大学の山縣一夫博士との共同研究によって、ヒストンの翻訳後修飾を可視化したレポーターマウスの開発に成功した。また、本研究期間中にメチル化DNAを可視化したレポーターマウスの仕事を論文として発表することができた。このマウスを用いて初期胚発生やES細胞の樹立過程のライブセルイメージング解析を行ったところ、細胞が分化するに伴ってメチル化DNAが集積するヘテロクロマチンが明瞭になっていく（固定化されていく）ことが明らかとなった。即ち、メチル化DNAの増減だけでなく、クロマチン構造そのものが細胞分化の指標となることを明らかにした。さらに、メチル化DNAのレポーターマウスと発がんモデルマウスを掛け合わせて腫瘍内のメチル化DNA及びヘテロクロマチン構造を調べたところ、正常細胞とは異なることが明らかとなった（未発表）。現在、「不完全なリプログラミング過程と考えられる」発がん過程のメチル化DNAの動態を解析するための準備を進めている。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Cancer Science Institute of Singapore/National University of Singapore(Singapore)
  • Country Name: Singapore
  • Counterpart Institution: Cancer Science Institute of Singapore/National University of Singapore
• [Journal Article] The impact of mechanical stress on stem cell properties: The link between cell shape and pluripotency. (2016)
  • Author(s): Ho, J.C., Ueda, J., and Shimizu, T.
  • Journal Title: Histol. Histopathol. Volume: 31 Pages: 41-50
  • DOI: 10:14670/HH-11-665.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] ライブセルイメージングを用いた胚の質評価と応用 (2015)
  • Author(s): 八尾竜馬，上田潤，小林徹也，堀真由子，山縣一夫．
  • Journal Title: Journal of Mammalian Ova Research Volume: 32 Pages: 149-157
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Hypoxia Mediates Tumourigenesis via the H3K9 Epigenetic Regulators G9A and JMJD1A. (2016)
  • Author(s): Ho, J.C., Ueda, J., Lee, K.L., Yang, H., and Poellinger, L.
  • Organizer: Keystone Symposia ‘Chromatin and Epigenetics’
  • Place of Presentation: Whistler Conference Centre, Whistler, British Columbia, Canada.
  • Year and Date: 2016-03-20 – 2016-03-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Dynamics of methylated DNA in ES cell replication and differentiation revealed by live-cell imaging. (2016)
  • Author(s): Hoida, K., Ueda, J., Ohinata, Y., Takarada, D., Tokoro, M., Hosoi, Y., and Yamagata, K.
  • Organizer: International Symposium “Epigenome Dynamics and Regulation in Germ Cells 2016”
  • Place of Presentation: Clock Tower Centennial Hall, Kyoto University, Kyoto, Japan.
  • Year and Date: 2016-02-17 – 2016-02-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Testis-specific histone variant H3t is essential for the entry into spermatogenesis. (2016)
  • Author(s): Ueda, J., Harada, A., Urahama, T., Machida, S., Maehara, K., Horikoshi, N., Osakabe, A., Taguchi, H., Tanaka, H., Tachiwana, H., Yao, T., Yamada, M., Iwamoto, T., Isotani, A., Ikawa, M., Tachibana, T., Kimura, H., Ohkawa, Y., Kurumizaka, H., and Yamagata, K.
  • Organizer: International Symposium “Epigenome Dynamics and Regulation in Germ Cells 2016”
  • Place of Presentation: Clock Tower Centennial Hall, Kyoto University, Kyoto, Japan.
  • Year and Date: 2016-02-17 – 2016-02-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] マウス精巣特異的ヒストンH3バリアントであるH3tは精子形成過程に必須である (2015)
  • Author(s): 上田潤，浦浜嵩，原田哲仁，町田晋一，前原一満，堀越直樹，八尾竜馬，山田みなみ，岩本隆司，磯谷綾子，伊川正人，立花太郎，木村宏，大川恭行，胡桃坂仁志，山縣一夫．
  • Organizer: 日本分子生物学会年会・日本生化学会大会合同大会BMB2015
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド，兵庫．
  • Year and Date: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [Presentation] 心筋特異的miR-143トランスジェニックマウスではヘキソキナーゼ２発現低下と相関して拡張型心筋症が発症し，ACE阻害剤で改善する． (2015)
  • Author(s): 岩本隆司，上田潤，高岡祐司，松山留美子，野田明子，喬善楼，上山知己，安達興一．
  • Organizer: 日本分子生物学会年会・日本生化学会大会合同大会BMB2015
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド，兵庫．
  • Year and Date: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [Presentation] Pasteurella pneumotropica感染後の対応について－ソフト酸化水を使用したクリーニング操作の検討－ (2015)
  • Author(s): 長原美樹，上田潤，松永歩，石坂みゆき，藤田芳顕，岩本隆司．
  • Organizer: 第49回日本実験動物技術者協会総会
  • Place of Presentation: 静岡県コンベンションアーツセンター，静岡．
  • Year and Date: 2015-10-09 – 2015-10-10
• [Presentation] Mouse testis specific histone H3 variant, H3mmT is essential for spermatogenesis and ensures the entry into meiosis. (2015)
  • Author(s): Ueda, J., Urahama, T., Harada, A., Machida, S., Maehara, K., Horikoshi, N., Osakabe, A., Tachiwana, H., Yao, T., Iwamoto, T., Isotani, A., Ikawa, M., Tachibana, T., Kimura, H., Ohkawa, Y., Kurumizaka, H., and Yamagata, K.
  • Organizer: The 40th Naito Conference ‘Epigenetics – From Histone Code to Therapeutic Strategy’
  • Place of Presentation: Chateraise Gateaux Kingdom SAPPORO, Hokkaido, Japan.
  • Year and Date: 2015-09-15 – 2015-09-18
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Visualization of Dynamics of Methylated DNA in living cell and animal. (2015)
  • Author(s): Ueda, J., Maehara, K., Mashiko, D., Ichinose, T., Yao, T., Hori, M., Sato, Y., Kimura, H., Ohkawa, Y., and Yamagata, K.
  • Organizer: International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
  • Place of Presentation: Awaji Yumebutai International Conference Center, Awaji Island, Hyogo, Japan.
  • Year and Date: 2015-08-23 – 2015-08-26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Mouse testis specific histone H3 variant, H3mmT is essential for spermatogenesis and ensures the entry into meiosis. (2015)
  • Author(s): Ueda, J., Urahama, T., Harada, A., Machida, S., Maehara, K., Horikoshi, N., Osakabe, A., Tachiwana, H., Yao, T., Iwamoto, T., Isotani, A., Ikawa, M., Tachibana, T., Kimura, H., Ohkawa, Y., Kurumizaka, H., and Yamagata, K.
  • Organizer: International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
  • Place of Presentation: Awaji Yumebutai International Conference Center, Awaji Island, Hyogo, Japan.
  • Year and Date: 2015-08-23 – 2015-08-26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Mouse testis specific histone H3 variant, H3t is essential for spermatogenesis and ensures the entry into meiosis. (2015)
  • Author(s): Ueda, J., Urahama, T., Harada, A., Machida, S., Maehara, K., Horikoshi, N., Osakabe, A., Tachiwana, H., Yao, T., Iwamoto, T., Isotani, A., Ikawa, M., Tachibana, T., Kimura, H., Ohkawa, Y., Kurumizaka, H., and Yamagata, K.
  • Organizer: International Symposium ‘Non-coding DNA and Chromosomal Integrity’
  • Place of Presentation: Awaji Yumebutai International Conference Center, Awaji Island, Hyogo, Japan.
  • Year and Date: 2015-08-07 – 2015-08-08
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 常夏の国シンガポールでの短すぎた人生の夏休み (2015)
  • Author(s): 上田潤
  • Organizer: 新学術領域研究「クロマチン動構造」若手の会 第三回ワークショップ，クロマチン研究最前線～海外での研究生活で学んだことを活かして～
  • Place of Presentation: 早稲田大学，東京．
  • Year and Date: 2015-07-29 – 2015-07-29
  • Invited
• [Presentation] 腫瘍形成過程，発生過程でのエピジェネティクス動態解析 (2015)
  • Author(s): 上田潤
  • Organizer: 第3回がんと代謝研究会
  • Place of Presentation: 石川県立音楽堂交流ホール，石川．
  • Year and Date: 2015-07-16 – 2015-07-17
  • Invited
• [Presentation] マイクロRNAトランスジェニックマウスに発症する拡張型心筋症の解析 (2015)
  • Author(s): 岩本隆司，上田潤．
  • Organizer: 第13回がんとハイポキシア研究会
  • Place of Presentation: 国立遺伝学研究所講堂，静岡．
  • Year and Date: 2015-06-05 – 2015-06-06
• [Book] 実験医学 2015年2月号 (2015)
  • Author(s): 上田潤，前原一満，大川恭行，山縣一夫．
  • Total Pages: 137(88-96)
  • Publisher: 羊土社
• [Book] 医学のあゆみ 2015年5月9日号 (2015)
  • Author(s): 上田潤，山縣一夫．
  • Total Pages: 70(53-54)
  • Publisher: 医歯薬出版
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