栄養環境刺激がメダカの精子および次世代初期胚へもたらすエピゲノム変化の解析

本研究では、ゲノム科学の優れたモデル生物であるメダカを用い、親個体に対する高脂肪食投与が生殖細胞および次世代個体にどのような変化をもたらすかを明らかにすることを目指す。2021年度までに、母親HFD群ではコントロール(Control diet : CD)群と比較して受精率および正常発生率が低下すること、および胞胚において転写・翻訳関連の遺伝子群の発現が低下していることを見出していた。また母体では、脳下垂体における卵胞刺激ホルモン(FSH)の発現上昇や、肝臓における卵黄タンパク質遺伝子の発現低下を見出していた。2022年度はHFD投与により変化する卵黄成分の詳細な解析を進めた。まず母性RNAのプロファイルがHFD投与により変化するかを知るために、排卵後・授精前の成熟卵を母体より摘出しRNA-seqを行った。すると、HFD群において、代謝や小胞体ストレスに関連する遺伝子群の発現が上昇し、卵黄タンパク質の分解に関わる遺伝子であるカテプシンの発現が低下していることを見出した。続いてHFD投与により変化する卵内の代謝物を同定するために、成熟卵のメタボローム解析を行った。水溶性代謝物を対象とした解析では、尿素サイクル内の代謝物や、グリコーゲンの分解産物であるグルコース1リン酸が低下していることが分かり、胚発生のエネルギー源を供給するために起こる卵黄タンパク質・グリコーゲンの分解が低下している可能性が示唆された。また脂溶性代謝物を対象とした解析では、ビタミンA・E群やDHAなど、発生に重要な化合物がHFD群で低下していることを見出した。以上より、HFD投与により変化する卵内の因子が明らかになり、発生異常を引き起こすメカニズムを理解する上でのプラットフォームが得られた。

本研究では、ゲノム科学の優れたモデル生物であるメダカを用い、親個体に対する高脂肪食投与が生殖細胞および次世代個体にどのような変化をもたらすかを明らかにすることを目指す。2021年度までに、母親HFD群ではコントロール(Control diet : CD)群と比較して受精率および正常発生率が低下すること、および胞胚において転写・翻訳関連の遺伝子群の発現が低下していることを見出していた。また母体では、脳下垂体における卵胞刺激ホルモン(FSH)の発現上昇や、肝臓における卵黄タンパク質遺伝子の発現低下を見出していた。2022年度はHFD投与により変化する卵黄成分の詳細な解析を進めた。まず母性RNAのプロファイルがHFD投与により変化するかを知るために、排卵後・授精前の成熟卵を母体より摘出しRNA-seqを行った。すると、HFD群において、代謝や小胞体ストレスに関連する遺伝子群の発現が上昇し、卵黄タンパク質の分解に関わる遺伝子であるカテプシンの発現が低下していることを見出した。続いてHFD投与により変化する卵内の代謝物を同定するために、成熟卵のメタボローム解析を行った。水溶性代謝物を対象とした解析では、尿素サイクル内の代謝物や、グリコーゲンの分解産物であるグルコース1リン酸が低下していることが分かり、胚発生のエネルギー源を供給するために起こる卵黄タンパク質・グリコーゲンの分解が低下している可能性が示唆された。また脂溶性代謝物を対象とした解析では、ビタミンA・E群やDHAなど、発生に重要な化合物がHFD群で低下していることを見出した。以上より、HFD投与により変化する卵内の因子が明らかになり、発生異常を引き起こすメカニズムを理解する上でのプラットフォームが得られた。