遺伝子発現リプログラミングへのクロマチン構造とヒストン変異体の関与について

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受精後の1細胞期胚での全能性に関わる遺伝子発現の特徴として、緩んだクロマチン構造に依存するゲノム全域からの広範な転写が起こることをこれまで報告者は明らかにしてきた。そこで、本年度は、そのメカニズムの解明のため、クロマチンの構成要素であるリンカーヒストンH1に着目して研究を行った。すなわり、ヒストンH1には多数の変異体があり、それぞれがクロマチン構造及び遺伝子発現の調節に異なった役割を持つことが明らかとなっている。そして受精後に全能性を獲得した1細胞期胚では、それら変異体の中でクロマチンの緩みに関わっていると考えられているH1fooとH1aのみが多く発現しており、これらがこの時期の遺伝子発現の調節に関わっていることが考えられた。しかし、これまでの研究でH1fooをノックダウンしても発生に影響が見られなかったことから、そこで、本年度はH1aのノックアウト（KO）マウスをCRISPR/Cas9法によって作成し、その発生を調べると共にH1fooのクロマチンへの取り込みの影響を調べた。その結果、H1a遺伝子を欠損したマウスの作製に成功し、ヘテロKOマウス同士の交配したところ、誕生したホモKOマウスの割合がメンデル比で期待されるものよりの少なかった。さらに、H1a KOの初期発生への影響を調べたところ、2から4細胞期への発生利率がやや低下し、さらに胚盤胞期までの発生率が大きく低下していた。この低下は、母性のみの欠損においても完全欠損のものと同程度に見られたことから、H1aは母性因子として初期発生に機能していることが示された。また、H1a KO胚においてH1fooのクロマチンへの取り込みの増加は見られたかったことから、H1aの機能をH1fooが相補してはいないことが示唆された。