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

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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。