遺伝子発現リプログラミングへのヒストンアセチル化の関与とその調節機構について

组蛋白乙酰化参与基因表达重编程及其调控机制

• 批准号: 16045203
• 负责人: 青木 不学
• 金额: $ 3.84万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16045203/
• 关键词: 卵形成; ヒストン; アセチル化; 減数分裂; 遺伝子発現; 染色体異常; マウス卵; 脱アセチル化; クロマチン

これまでに、減数分裂期特異的にヒストンのグローバルな脱アセチル化が起こることが明らかとなっているが、その生理的機能については明らかとなっていない。そこで前年度においては、ヒストン脱アセチル化酵素の阻害剤であるtrichostatin A(TSA)を用いて減数分裂期の脱アセチル化を阻害し、その後の発生にどのような影響が生じるかを調べた。その結果、TSA処理によって染色体数に異常が生じる割合が増加し、ヒストンの脱アセチル化は減数分裂期において染色体の分配を調節する機構に関わっていることが示唆された。また、減数分裂中にヒストンの脱アセチル化が起こらないことによって染色体数に異常が生じ、その結果胚発生が阻害されることが示された。一方、加齢によってもその胚発生率が減少し、さらにその原因の1つとして染色体数の異常が報告されていることから、これらの現象に減数分裂期のヒストン脱アセチル化が関わっていることが考えられた。そこで本年度は、高齢マウスの卵を採取し、減数分裂中の脱アセチル化を調べた。その結果、若いマウスでは第2減数分裂中期卵において調べたすべてのヒストンのリジン残基が完全に脱アセチル化されていたが、高齢マウスの卵では約40%の卵でヒストンのアセチル化が残存していた。さらに高齢マウスの卵細胞質中のヒストン脱アセチル化活性を調べるために、体細胞核を移植し、ヒストンのアセチル化状態の変化を調べた。その結果、若いマウスの卵に比べて、高齢マウスの卵はヒストン脱アセチル化活性がやや低下している傾向が見られた。このような高齢マウスの卵におけるヒストン脱アセチル化活性の低下が、実際にどのように胚発生率低下に関与しているのかは今後の検討課題である。

迄今为止，已表明组蛋白的整体脱乙酰化以减数分裂期特异性方式发生，但其生理功能仍不清楚。因此，前一年，我们使用组蛋白脱乙酰酶抑制剂曲古抑菌素A（TSA）来抑制减数分裂过程中的脱乙酰化，并研究其对后续发育的影响。结果，TSA 处理增加了异常染色体数量的比率，表明组蛋白脱乙酰化参与了减数分裂过程中染色体分离的调节机制。此外，研究表明，减数分裂过程中组蛋白脱乙酰化的缺乏会导致染色体数量异常，从而抑制胚胎发育。另一方面，胚胎发育率随着年龄的增长而降低，据报道染色体数量异常是原因之一，这表明减数分裂期间的组蛋白脱乙酰化与这些现象有关。因此，今年，我们收集了老年小鼠的卵子，并研究了减数分裂过程中的脱乙酰化。结果，在年轻小鼠减数分裂中期 II 中检查的所有组蛋白的赖氨酸残基都完全脱乙酰化，而在老年小鼠的卵中大约 40% 仍保留组蛋白乙酰化。此外，为了研究老年小鼠卵细胞质中的组蛋白脱乙酰化活性，移植体细胞核并研究组蛋白乙酰化状态的变化。结果表明，年长小鼠的卵子的组蛋白脱乙酰化活性往往比年轻小鼠的卵子略低。确定老年小鼠卵子中组蛋白脱乙酰化活性的降低实际上如何与胚胎发育率的降低相关，仍然是未来研究的一个主题。

项目成果

Role of the first mitosis in remodeling of the parental genomes in mouse embryos.

第一次有丝分裂在小鼠胚胎亲本基因组重塑中的作用。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Cell Research 15
• 作者: Liu;H.
• 通讯作者: H.