Ltdトランスリン関連因子X相互作用蛋白質1(TSNAXIP1)が、マウスでの造精と雄の妊孕能に関して果たしている役割を解明した。TSNAXIP1のオルソログのペプチド配列を調べた結果、マウスとヒトの間では、特にそのドメインが高度に保存されていることが示された。マウスにおけるTsnaxip1遺伝子発現を逆転写PCR法で解析した結果、精巣に発現しているが卵巣には発現していないことが判明した。CRISPR-Cas9システムを利用しTSNAXIP1ノックアウト(KO)マウスを作成した結果、雄のKOマウスは精巣が小型で精子の数も少ないという妊孕能の低い個体になった。造精中には明白な異常は観察されなかったものの、TSNAXIP1が欠乏することで精子の頭部には奇形が生じ、その結果、花のような特徴的な形状の頭部となっていた。精子頸部の連結部(anchorage)の異常も高頻度で観察された。精巣に発現する遺伝子であるTSNAXIP1は精子頭部の形態形成に重要な役割を有していた。加えて、TSNAXIP1はヒト不妊症の原因遺伝子となる可能性も考えられた。よる性差構築には不明な点が多い。UTXとUTYは性染色体上に位置するH3K27脱メチル化酵素であり、その活性は大きく異なっている。UTXの脱メチル化活性は高く、UTYの脱メチル化活性は低いことに加え、UTXはX染色体不活化を逃れる遺伝子であるため、X染色体を2本持つ雌と、X染色体とY染色体を1本ずつ持つ雄を比較すると、理論上雌の方が高いH3K27脱メチル化活性を持つ。先行研究によって、H3K27メチル化制御は性分化における重要なエピジェネティック制御であることが示されている。そのため、UTX、UTYも性分化制御に関わっている可能性が考えられる。そこで、本研究では、UTXとUTYの脱メチル化活性の差が性決定に関与しているか調べることを目的とする。これまでにUTXの活性を低く転換させるアミノ酸部位及びアミノ酸変異を同定し、CRISPR-Cas9法を用いてマウス受精卵に対してゲノム編集を行うことで変異マウスを作製した。変異マウスを交配することで、雄型H3K27脱メチル化活性を持つ雌マウスを含む様々なH3K27脱メチル化活性を持つマウスを作製した。これらの変異マウスから性分化期にあたる胎齢13.5日齢の胎仔生殖腺をサンプルとして回収し、形態観察並びにRNAシークエンスとリアルタイムPCRによる遺伝子解析・比較を行った。形態観察の結果、H3K27脱メチル化活性を転換させても性転換などの形態的変化は確認できなかった。RNAシークエンスの結果、主成分分析において、変異導入雄が雌型に近づくという結果が得られた。変異導入雄の遺伝子発現に関する解析を進めたところ、アンドロゲン産生に必須の酵素であるCYP17A1の遺伝子発現量がUTX変異によって減少したことが明らかになった。性分化に関係する遺伝子についてリアルタイムPCR行った結果、精巣分化に関わるSox9、卵巣分化に関わるWnt4の発現量に変化が見られた。これらの結果から、UTXはマウス性分化のエピジェネティック制御に関与する可能性が示唆された。Country:Japan近年、スプライシングがエピジェネティックに制御され、細胞分化に関わることが報告された。精子形成過程におけるエピジェネティック制御因子とスプライシング機構との相関関係ついては明らかにされていない。この関係性を明らかにするために、本研究ではクロマチン制御因子の一つMRG15の精子形成における役割を解析した。MRG15はトリメチル化ヒストンH3リジン36(H3K36me3)を認識し、ヒストンアセチル化制御を介した転写制御、DNA損傷に応答した相同組み換え修復、選択的スプライシング制御など多様な機能をもつ。MRG15は様々な組織において発現しているが、精巣において特に高発現を示し、パキテン期精母細胞で発現が始まり、円形精細胞で最も高い発現を示した。生殖細胞特異的MRG15欠損コンディショナルノックアウトマウスを作製したところ、雄マウスは不妊となった。その精子形成は円形精細胞で停止しており、ヒストンH4のアセチル化、減数分裂に異常には見られなかった。精細胞で重要な役割を果たすTpn1/2、Prm1/2の発現を調べたところ、MRG15欠損によりイントロンを含んだままのTnp2転写産物が蓄積していた。RNA-seq解析から、MRG15欠損により、66遺伝子から特異的配列が消失し、4遺伝子にイントロン配列が残存するスプライシング異常が見られた。詳細な解析からTnp2を含めたこれら70遺伝子のほとんどにおいてMRG15がエキソン-イントロン境界領域に修飾されたH3K36me3を認識し、スプライシング制御因子PTBPを引き寄せることでpre-mRNAスプライシングを制御することが示された。以上のことから、MRG15を介したヒストン修飾によるエピジェネティックスプライシング制御が精子形成に必須であることが明らかとなった。本結果は精子形成の理解だけでなく後天的不妊の原因解明に役立つ可能性がある。Country:Japan精子形成過程において、生殖細胞が分化する間、クロマチン構造、エピジェネティック修飾など核内構造が劇的に変化する。生殖細胞の各分化段階におけるクロマチン制御およびエピジェネティック制御と精子形成との関連については未だに不明な点が多い。本研究ではクロマチン制御因子の一つMRG15の精子形成における役割を解析した。MRG15はトリメチル化ヒストンH3リジン36(H3K36me3)を認識し、ヒストンアセチル化制御を介した転写制御、DNA損傷に応答した相同組み換え修復、選択的スプライシング制御など多様な機能をもつ。MRG15は様々な組織において発現しているが、精巣において特に高発現を示す。精巣におけるMRG15の発現を調べたところ、パキテン期精母細胞で発現が始まり、円形精細胞で最も高い発現を示した。生殖細胞特異的MRG15欠損コンディショナルノックアウトマウスを作製したところ、雄マウスは不妊であった。その精子形成は円形精細胞で停止しており、ヒストンH4のアセチル化、減数分裂に異常には見られなかった。精細胞で重要な役割を果たすTpn1/2、Prm1/2の発現を調べたところ、MRG15欠損によりイントロンを含んだままのTnp2転写産物が蓄積していることが分かった。ChIPおよびChIP-seqの結果からMRG15はH3K36me3を認識し、スプライシング制御因子PTBPを引き寄せることでTnp2のpre-mRNAスプライシングを制御していることが示唆された。以上のことから、MRG15を介したヒストン修飾によるエピジェネティックスプライシング制御が精子形成制御に重要な役割を持つことが示された。Country:Japan精子形成過程において、生殖細胞が分化する間、クロマチン構造、エピジェネティック修飾など核内構造が劇的に変化する。生殖細胞の各分化段階におけるクロマチン制御およびエピジェネティック制御と精子形成との関連については未だに不明な点が多い。本研究ではクロマチン制御因子の一つMRG15の精子形成における役割を解析した。MRG15はトリメチル化ヒストンH3リジン36(H3K36me3)を認識し、ヒストンアセチル化制御を介した転写制御、DNA損傷に応答した相同組み換え修復、選択的スプライシング制御など多様な機能をもつ。MRG15は様々な組織において発現しているが、精巣において特に高発現を示す。精巣におけるMRG15の発現を調べたところ、パキテン期精母細胞で発現が始まり、円形精細胞で最も高い発現を示した。生殖細胞特異的MRG15欠損コンディショナルノックアウトマウスを作製したところ、雄マウスは不妊であった。その精子形成は円形精細胞で停止しており、ヒストンH4のアセチル化、減数分裂に異常には見られなかった。精細胞で重要な役割を果たすTpn1/2、Prm1/2の発現を調べたところ、MRG15欠損によりイントロンを含んだままのTnp2転写産物が蓄積していることが分かった。ChIPおよびChIP-seqの結果からMRG15はH3K36me3を認識し、スプライシング制御因子PTBPを引き寄せることでTnp2のpre-mRNAスプライシングを制御していることが示唆された。以上のことから、MRG15を介したヒストン修飾によるエピジェネティックスプライシング制御が精子形成制御に関わっていることが示された。(general)Country:Chinaクロマチン制御因子MRG15によるスプライシング制御は精子形成に必要である。Specialization(ES)などがある。これら細胞間架橋は細胞同士を物理的につなぎ精細管基底膜上の立体構造を構築するだけでなく、ICBは細胞間情報伝達、BTBは自己免疫作用から非自己細胞の隔離、ESはセルトリ細胞から生殖細胞への栄養補給などの機能が考えられているが、これら細胞間架橋の機能は未だ不明な点が多い。我々はこれら構造体の構造と機能の解明を目的に、マウス精巣からこれら細胞間架橋の濃縮精製法を開発した。KIAA1210が同定された。行ったところ、KIAA1210はESおよびアクロソーム、精母細胞に局在することが分かった。この新規タンパク質はマウスとヒト間で高いホモロジーを示し、DNAに関係する興味深いドメインを有するタンパク質である。KIAA1210に対する抗体を用いた免疫沈降(IP)-プロテオミクス解析により結合タンパク質を同定したところ、ドメインの予想作用を裏付けるタンパク質が同定された。Crisper-Cas9システムを用いてノックアウトマウスが誕生し現在解析中である。この新規タンパク質とその複合体の機能解明がES関連研究を飛躍させる事を期待する。Country:Japan精巣では生殖細胞同士が連結したまま増殖と成熟を繰り返し絶え間なく精子を産出している。specialization(ES)などがある。した細胞間架橋は細胞同士を物理的に繋ぎ合わせ精細管基底膜上の立体構造を維持するだけでなく、ICBでは低分子輸送など細胞間情報伝達に働いていると考えられる。ESにおいては、精母細胞がBTBを越えて内腔に移動する際に消失し、その後、新たに再形成される。ESでは精子細胞の伸長期に出現し、精子遊離前に消失する。このようにESは出現・消滅する動的な構造体であるが、その制御機構や関連分子について未明である。我々は膜タンパク質を濃縮する方法を改良し、マウス精巣からこれら細胞間架橋の濃縮精製を行った。KIAA1210が同定された。その際、既知ESおよびアクロソームのマーカータンパク質の抗体を用いて共染色を行い、我々が同定したタンパク質がESおよびアクロソーム局在新規タンパク質であることが分かった。この新規タンパク質はマウスとヒト間で高いホモロジーを示し、DNAに関係する興味深いドメインを有するタンパク質である。現在、KIAA1210の機能解明に向け、抗体を用いて免疫沈降を行い、プロテオミクス解析により結合タンパク質を同定し機能解析を行っている。Crisper-Cas9システムを用いてノックアウトマウスを行っている。この新規タンパク質とその複合体の機能解明がES関連研究を飛躍させる事を期待する。脊椎動物の雌雄の性決定様式は種によって異なり多様である。哺乳動物や鳥類における雌雄の性決定は染色体の遺伝的性によって決定されるが,多くの爬虫類では孵卵の際の温度に依存して性が決定される。最近の研究から,どちらの性決定様式にもヒストンH3リジン27(H3K27)メチル化制御が関わることが報告された。哺乳類の性制御におけるH3K27メチル化制御には不明な点が残されている。そこで,性染色体にコードされるH3K27脱メチル化酵素UTX/UTYに注目した。UTXの酵素活性をゲノム編集によりUTY型に変換させた遺伝子組換えマウスを作製したところ,UTXの酵素活性はむしろ性スペクトラム制御に関わることを示唆する興味深い結果を得たので報告する。脊椎動物の雌雄の性決定様式は種によって異なり多様である。哺乳動物や鳥類における雌雄の性決定は染色体の遺伝的性によって決定され,哺乳類では性染色体の組合せがXXの場合はメスに,XYの場合はオスになり,鳥類では性染色体の組合せがZWの場合はメスに,ZZの場合はオスになる。一方で,多くの爬虫類では孵卵の際の温度に依存して性が決定される。魚類の一部は社会的環境により性を転換する。これら遺伝的性決定と温度依存的性決定,そして環境依存的性転換は一見全く異なる仕組みであるが,最近の研究から,どの性決定様式にもエピジェネティック制御が関わることが報告された。本稿ではそれぞれの性分化に関わるエピジェネティック制御機構を紹介し,種を超えて共通した性分化制御が存在するのかどうか考察したい。脊椎動物の雌雄の性決定様式は種によって異なり多様である。哺乳動物や鳥類における雌雄の性決定は染色体の遺伝的性によって決定され,哺乳類では性染色体の組合せがXXの場合はメスに,XYの場合はオスになり,鳥類では性染色体の組合せがZWの場合はメスに,ZZの場合はオスになる。一方で,多くの爬虫類では孵卵の際の温度に依存して性が決定される。魚類の一部は社会的環境により性を転換する。これら遺伝的性決定と温度依存的性決定,そして環境依存的性転換は一見全く異なる仕組みであるが,最近の研究から,どの性決定様式にもエピジェネティック制御が関わることが報告された。本稿ではそれぞれの性分化に関わるエピジェネティック制御機構を紹介し,種を超えて共通した性分化制御が存在するのかどうか考察したい。funding哺乳類の受精機構は、これまで盛んに研究が行われてきたにもかかわらず未だ多くの謎に包まれている。ファミリーの受精における役割を明らかにすることを目的として、ゲノム編集技術を利用してMS4A5、MS4A13およびMS4A14の遺伝子改変マウスを作製し、受精過程を経時的に解析することでMS4Aの機能を解明する。得られた結果と既知の情報を統合することで、哺乳類の受精機構を明らかにすることを目指す。funding生殖細胞間架橋(ICB)は一精子幹細胞由来の全生殖細胞を結合し、欠損すると雄性不妊になる重要な構造体だが、その機能はわかっていない。ICB濃縮精製物から同定したICB局在因子RBM44およびKIAA1210はRNAおよびRNA結合タンパク質群と結合し、タンパク質とRNAで形成される遺伝子発現の調節の場である非膜型オルガネラを形成することがわかった。本研究では、非膜型オルガネラ構成因子RBM44とKIAA1210の非膜型オルガネラにおけるRNA結合タンパク質としての作用を解明し、これら因子がICBに局在する意味を探求することにより、ICBの機能解明につなげる。funding本研究では性染色体上ヒストン脱メチル化酵素UTX・UTYの構築するメチル化H3K27スペクトラムと性分化を制御する性スペクトラムとの関係性を明らかにすることを目的とする。そこで、UTXおよびUTYの脱メチル化活性を逆転させメチル化H3K27スペクトラムを撹乱した場合の表現型解析、さらにUTX・UTY標識マウスを用いた局在解析およびメチル化H3K27スペクトラムの異なる領域・細胞の発現遺伝子、エピゲノム解析を行う。以上を統合的に解析・解釈し、メチル化H3K27スペクトラムと性スペクトラムとの相関関係を明らかにする。funding雄個体の繁殖能力は加齢に伴って低下する。我々はヒストンH3リジン27(H3K27)メチル化制御が精子幹細胞の老化に関与することを見出した。本研究では精子幹細胞における老化現象を分子的に理解することを目的とし、H3K27脱メチル化酵素を中心としたエピジェネティック制御ネットワークの解明、特に加齢に伴うエピゲノム変化と老化現象との関連性に注目し、エピゲノム制御による幹細胞抗老化(若返り)の可能性を探る。bridge(ICB)が生殖細胞を結合しており欠損すると雄性不妊になるが、その機能は未明である。specialization(EPS)など精子形成に必要不可欠な細胞間結合がある。我々はICBとEPSの両方に関連する新規遺伝子KIAA1210を同定した。本研究は、KIAA1210とその関連遺伝子の遺伝子改変マウスを用いて、ICBとEPSの関連性を構造的および機能的に解明することを目的とする。