助成番号

５－２171040
研 究 成 果 報 告 書（国立情報学研究所の民間助成研究成果概要データベース・登録原稿）

研究テーマ（和文） ＡＢ

3D-FISH 法を用いた巨細胞特異的遺伝子発現を可能にする核内配置の特性解明

研究テーマ（欧文） ＡＺ

3D-FISH analysis of nuclear architecture in trophoblast giant cells

研究氏
代表名
者

ｶﾀｶﾅ ＣＣオガワ

ヒデヒコ

研究期間 Ｂ

２０１７～ ２０１８年

漢字 ＣＢ

小川英彦

報告年度 ＹR

２０１８年

Hidehiko

研究機関名

東京農業大学

ﾛｰﾏ字 ＣＺ Ogawa

研究代表者 ＣＤ
所属機関・職名

東京農業大学生命科学部バイオサイエンス学科・教授

概要 ＥＡ (600 字～800 字程度にまとめてください。)
本研究では、マウス栄養膜幹細胞が栄養膜巨細胞（TGCs）へ分化する過程で核内倍加に伴い見られる染色体の核内相対配置の規則性と、TGCs における遺伝子発現機構を染色体テリトリーや DNA の核内配置の観点から明らかにすることを目的とした。まず最初に、巨核化に伴う染色体の核内相対的配置の変化に規則性があるかを染色体テリトリーの観点から明らかにするために、5 番、12 番、13 番染色体をそれぞれ染色するペインティングプローブを用いて 3D-FISH 法を行い、染色体テリトリーを観察した。その結果、TGCsの約 70%の核でそれぞれの染色体テリトリーが核内に大きく拡張していた。この染色体テリトリーが核内に大きく拡張する現象は 9 番、14 番染色体においても確認された。以上の結果から、巨核化に伴い染色体テリトリーが核内に大きく拡張する現象は特定の染色体でのみ起こる現象ではないことがわかった。次に、
TGCs 特異的発現を示す 2 つの遺伝子クラスター領域（ PLF 遺伝子、Cts 遺伝子）が発現する機構を、DNA の核内配置の観点から明らかにするために、BAC クローンをもとに各遺伝子座特異的にハイブリダイズするプローブを作成し、3D-FISH 法により遺伝子座の核内配置を解析した。その結果、核のサイズが小さな（DNA 量≤8C）TGCs では PLF 遺伝子領域、 Cts 遺伝子領域を示す蛍光スポットは密集していたが、核のサイズが多きくなるにつれ （DNA 量≥8C）蛍光スポットが拡散していたことから、2 つの遺伝子座の距離は巨核化に伴い離れる様子が観察された。以上のことから、2 つの遺伝子座は会合しないことが予想され、これらの遺伝子座にある遺伝子の発現には会合ではない別の制御機構が存在すると考えられた。今後は、各染色体のテリトリーが拡張するにも関わらず 13 番染色体上の遺伝子が特異的に発現するかを明らかにしていきたい。

キーワード ＦＡ

栄養膜巨細胞3D-FISH 法

DNA の核内配置（以下は記入しないでください。）
助成財団ｺｰﾄﾞ ＴＡ

研究課題番号 ＡＡ

研究機関番号 ＡＣ

シート番号- 1 -染色体テリトリー

発表文献（この研究を発表した雑誌・図書について記入してください。）
論文標題ＧＢ
雑誌

著者名 ＧＡページ ＧＦ

雑誌名 ＧＣ～発行年 ＧＥ

巻号 ＧＤ

論文標題ＧＢ
雑誌

著者名 ＧＡ
ページ ＧＦ

雑誌名 ＧＣ～発行年 ＧＥ

巻号 ＧＤ

論文標題ＧＢ
雑誌

著者名 ＧＡ
ページ ＧＦ

雑誌名 ＧＣ～発行年 ＧＥ

巻号 ＧＤ

発行年 ＨＤ

総ﾍﾟｰｼﾞ ＨＥ

発行年 ＨＤ総ﾍﾟｰｼﾞ ＨＥ

著者名 ＨＡ
図書

書名 ＨＣ
出版者 ＨＢ
著者名 ＨＡ

図書

書名 ＨＣ
出版者 ＨＢ

欧文概要 ＥＺ
Mouse trophoblast stem cells have the potency to differentiate into the placental tissue and finally into
trophoblast giant cells (TGCs). TGCs have unique cell cycle called “endoreduplication” that repeat
G-phase and S-phase without entering mitosis and without undergoing cytokinesis, and form polyploid.
Prolactin (Prl) and Cathepsin (Cts) genes are expressed specifically in TGCs and forming huge geneclusters on mouse chromosome 13, located at 13qA3.1 and 13qB2, respectively. In the present study inorder to clarify the spatially specific arrangement of these gene clusters and to elucidate how both geneclusters are regulated into their transcriptionally activation during formation of TGCs. Firstly, we examinedthe chromosome territory during TGCs formation using whole-chromosome painting probes (chromosome5, 9, 12, 13 and 14). In some TGCs, chromosome 13 was not condensed. This uncondensed chromosome
13 was often detected in larger size of TGCs. Moreover, the decondensed chromosome 5, 9, 12 and 13
were detected in an independent manner. Secondary, we performed three-dimensional fluorescence insitu hybridization (3D-FISH) with specific BAC-clones for Prl and Cts genes. The results showed that thefluorescent spots of Prl and Cts genes were detected within the compact region in small sized TGCs(≤8C), whereas these spots tended to be dispersed widely in large sized TGCs (≥8C). In addition,
chromosome 13 territories were often decondensed and dispersed in large sized TGCs (≥8C) suggestingthat chromosome territories might be disrupted during formation of TGCs. Further studies will reveal how
such disruptions of chromosome territories have affect to the gene expression of Prl and Cts genes duringformation of TGCs.

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