マウス受精後の遺伝子発現およびクロマチン構造変化へのリンカーヒストン変異体の関与

接头组蛋白变异参与小鼠受精后基因表达和染色质结构变化

基本信息

批准号：
22K15022
负责人：
船屋智史
金额：
$ 2.91万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15022/
关键词：
リンカーヒストン変異体マウス初期胚リプログラミング

项目摘要

マウスでは受精後の1から2細胞期において遺伝子発現は大きく変化しており、これは遺伝子発現のプログラムに従って変化するものと考えられている。しかしながらこの遺伝子発現変化を制御する機構に関しては未だ不明な点が多い。クロマチン構造は遺伝子発現調節に重要であることが報告されており、遺伝子発現と同様受精後の1から2細胞期の間に大きく変化している。リンカーヒストン変異体はクロマチン構造の形成に関与しており、申請者のこれまでの先行研究よりリンカーヒストン変異体H1fooはマウス受精後の1から2細胞期におけるクロマチン構造変化に関与することを明らかにしている。本研究ではこのH1foo、さらに別のリンカーヒストン変異体であるH1aにも着目し、これらリンカーヒストン変異体が受精後のクロマチン構造、および遺伝子発現変化に関与するかどうか解析を行なった。まず既に作成されているH1aのノックアウト(KO)マウスを用いてH1aのKOがマウスの発生に与える影響に関して調べた。その結果H1aのホモKOマウスは野生型のマウスと同様正常に発生し、産子が得られた。次に得られたH1aのノックアウトマウスを用いて雌雄それぞれの妊性に与える影響について解析を行なったところ、H1aのホモKO雌マウスを用いた交配において産子数の減少が見られた。H1aのKOは雌の妊性に影響を与えていたことから、次にH1aのKOが初期発生に与える影響を調べた。その結果H1aホモKOの雌マウスから得られた卵を使用した初期胚は桑実期から胚盤胞期にかけて発生率が大きく減少していた。これらのことからH1aは雌の妊性及び初期発生に重要であることが明らかになった。

在小鼠中，基因表达在受精后的一到两个细胞阶段发生显着变化，并且这被认为是根据基因表达程序而变化的。然而，关于控制这种基因表达变化的机制仍然存在许多未知点。据报道，染色质结构对于调节基因表达非常重要，并且与基因表达一样，它在受精后的一到两个细胞阶段发生显着变化。连接组蛋白变体参与染色质结构的形成，申请人之前的研究表明，连接组蛋白变体H1foo参与小鼠受精后一至二细胞阶段染色质结构的变化。在本研究中，我们重点研究了 H1foo 和另一个接头组蛋白变体 H1a，并分析了这些接头组蛋白变体是否参与受精后染色质结构和基因表达的变化。首先，我们使用先前生成的 H1a 敲除 (KO) 小鼠研究了 H1a KO 对小鼠发育的影响。结果，H1a纯合KO小鼠正常发育并产下后代，与野生型小鼠类似。接下来，我们用获得的H1a基因敲除小鼠分析了对雄性和雌性生育力的影响，发现与H1a纯合子KO雌性小鼠交配时观察到后代数量减少。由于 H1a KO 影响女性生育能力，我们接下来研究了 H1a KO 对早期发育的影响。结果，从H1a纯合KO雌性小鼠卵获得的早期胚胎的发育率从桑葚胚阶段到囊胚阶段显着降低。这些发现表明 H1a 对于女性生育能力和早期发育很重要。