マウス受精卵における核の再プログラム化促進因子の同定とその応用

小鼠受精卵核重编程促进因子的鉴定及其应用

• 批准号: 17J00058
• 负责人: 畑中 勇輝
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J00058/
• 关键词: マウス受精卵; ヒストンシャペロン; 核リプログラミング; 生殖細胞; エピジェネティクス; 受精卵; 精子ゲノム; 再プログラム化; エピジェネティック修飾; ヒストン; DNA脱メチル化

マウスの受精において，精子ゲノムは受精後直ちにプロタミンが除かれ，卵子由来のヒストンが取り込まれヌクレオソーム構造が形成される。さらにほぼ同時期にゲノムワイドなDNA脱メチル化が引き起こされるが，これら精子ゲノムの再プログラム化機構の詳細は不明である。近年，この精子ゲノムへのヒストンの取り込みとヌクレオソーム構造の形成に必須の因子はヒストンシャペロンHIRAであることが報告された。昨年度に申請者らは，ヒストンシャペロンHIRAが制御するヒストンバリアントH3.3の取り込みはヒストンの化学的修飾であるヒストンH3のN末端から17番目アルギニン残基の非対称性ジメチル化 (H3R17me2a)が重要であることを明らかにし，その制御因子である母性タンパク質も同定した (Hatanaka et al., Cell rep, 2017)。そこで，申請者らはHIRAに着目し，受精卵特異的に相互作用する候補因子を同定した。受精卵においてこれら候補因子の役割を明らかにすることで受精後の一連の分子機序の理解をめざす。これまでに，受精卵における候補因子の局在を明らかにし，その候補因子は受精直後の前核期胚においてのみクロマチンに結合していることを見出した。今年度は受精卵における該当因子の機能を明らかにするために，Trim-away法を用いたノックダウン胚の作製を試みた。しかしながら，標的タンパク質の完全なノックダウンには至らなかった。そこで，申請者らは一つの候補因子に絞り，卵子特異的なコンディショナルノックアウトマウスの獲得に成功した。十分な産子作出後，HIRAの局在解析やクロマチン構造の変化、さらに受精直後のエピジェネティック修飾の変化を細胞化学的解析だけでなく、生化学的解析も含めて進めていくことで、受精卵特異的な再プログラム化機構の一端を明らかにする。

In the process of fertilization, the sperm must be removed directly after fertilization, and the structure of the egg is formed. At the same time, it is necessary to start the process of DNA purification, and the details of the mechanism of sperm purification are unknown. In recent years, the sperm must be selected from among the factors necessary for the formation of the sperm structure. Last year, the applicant submitted a report on the chemical modification of H3.3 and H3R17 residues at the N-terminal of H3, which was important for the determination of H3R17 residues (Hatanaka et al., Cell rep, 2017)。The candidate factors for the fertilized egg specific interaction are determined by the applicant's HIRA. The understanding of the molecular sequence after fertilization The candidate factors of the fertilized egg are present in the pre-nuclear embryo stage after fertilization. This year, the function of this factor is clearly defined, and the Trim-away method is used to test the operation of embryos. It's not like we're going to be able to do anything about it. For example, the candidate factor of the applicant shall be determined, and the egg specific test shall be obtained successfully. After the birth of the embryo, the HIRA department is analyzing the structural transformation of the embryo, the modification of the embryo after fertilization, the cytochemical analysis, the biochemical analysis, and the specific re-fertilization mechanism.

项目成果

GSE and Mettl23, a Novel H3R17me2a Methyltransferase, are Essential for Tet3-dependent DNA Demethylation in Zygotes

GSE 和 Mettl23（一种新型 H3R17me2a 甲基转移酶）对于受精卵中 Tet3 依赖性 DNA 去甲基化至关重要

• 发表时间: 2018
• 作者: Hatanaka Y;Tsusaka T;Shimizu N;Morita K;Suzuki T;Machida S;Satoh M;Honda A;Hirose M;Kamimura S;Ogonuki N;Nakamura T;Inoue K;Hosoi Y;Dohmae N;Nakano T;Kurumizaka H;Matsumoto K;Shinkai Y;Ogura A.
• 通讯作者: Ogura A.