The challenge to generate tetraploid mice that can be bred cumulatively

产生可累积繁殖的四倍体小鼠的挑战

• 批准号: 22K19237
• 负责人: 堀居 拓郎
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19237/
• 关键词: ４倍体; ４倍体マウス

４倍体の哺乳類は発生初期に致死となるため、そもそも生まれてこない。我々はp53をノックアウト（KO）したマウスでは４倍体発生が継続することを発表した（Sci Rep 2015）。驚いたことに、この４倍体マウスの胎仔の生殖巣では、配偶子の起源である始原生殖細胞がほとんど形成されていないことが分かってきた（Horii et al., 投稿準備中）。このことは、マウスには個体発生のみならず、配偶子形成においても、倍数性の品質管理機構が存在することを示唆している。両生類などの下等脊椎動物では、これらの倍数性チェック機構は存在していないことから、この機構は哺乳類など高等脊椎動物が進化的に獲得した機構である可能性がある。本研究では、まずマウス配偶子形成における倍数性異常に関する品質管理機構に関わる遺伝子を明らかにする。次に、この機構をゲノム・エピゲノム編集技術で取り払うことにより、哺乳類で初めての４倍体由来の配偶子を創出し、さらには累代飼育できる4倍体マウスの作出をめざす。2022年度は4倍体と２倍体で網羅的発現解析およびDNAメチル化解析による比較を行うことを予定していた。しかし、サンプル数が予想より少なかったため、まずはDNAメチル化解析を優先して行った。網羅的メチル化解析の結果、４倍体で２倍以上メチル化率が上昇した領域が39、逆に半分以下に減少した領域が217あることが明らかとなった。現在、過去の文献などと照らし合わせながら、この中から有力な候補領域を選抜している。

四倍体哺乳动物在发育早期就死亡，因此它们从未出生。我们宣布 p53 敲除 (KO) 小鼠的四倍体发育仍在继续 (Sci Rep 2015)。令人惊讶的是，人们发现这些四倍体小鼠的胚胎性腺中形成的原始生殖细胞（配子的起源）非常少（Horii等人，准备提交）。这表明小鼠不仅在个体发育中而且在配子发生中都具有倍性的质量控制机制。由于这些倍性检查机制在两栖动物等低等脊椎动物中不存在，因此该机制可能是哺乳动物等高等脊椎动物中进化获得的机制。在这项研究中，我们将首先鉴定参与小鼠配子发生倍性异常质量控制机制的基因。接下来，通过使用基因组/表观基因组编辑技术消除这种机制，我们的目标是创造出第一个四倍体来源的哺乳动物配子，并进一步创造出可以世代繁殖的四倍体小鼠。 2022年，我们计划对四倍体和二倍体进行全面的表达分析和DNA甲基化分析比较。但由于样本数量比预期少，因此优先考虑DNA甲基化分析。综合甲基化分析结果显示，四倍体中甲基化率增加两倍以上的区域有39个，甲基化率下降一半以上的区域有217个。我们目前正在从中选择有前途的候选领域，同时将它们与过去的文献进行比较。

项目成果

Generation of epigenetic disease model mice by targeted demethylation of the epigenome

通过表观基因组的靶向去甲基化产生表观遗传疾病模型小鼠

• 发表时间: 2019
• 作者: Takuro Horii;Sumiyo Morita;Shinjiro Hino;Mika Kimura;Yuko Hino;Hiroshi Kogo;Mitsuyoshi Nakao;Izuho Hatada
• 通讯作者: Izuho Hatada

群馬大学生体調節研究所附属生体情報ゲノムリソースセンター ゲノム科学リソース分野

群马大学生物调节研究所、生物信息学基因组资源中心、基因组科学资源场