助成番号
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

マウス体細胞核移植胚の細胞核における染色体テリトリーの再編成と遺伝子座の動態

研究テーマ（欧文） ＡＺ

Dynamics of chromosome territories and gene loci in the nucleus of nuclear transfer
eggs in mice

研究氏
代表名者

ｶﾀｶﾅ ＣＣ姓） ミタニ

漢字 ＣＢ

三谷

ﾛｰﾏ字 ＣＺMITANI研究代表者 ＣＤ
所属機関・職名

研究期間 Ｂ

２０１０ ～ ２０１１ 年

匡

報告年度 ＹR

２０１１ 年TASUKU

研究機関名

近畿大学名） タスク

近畿大学 先端技術総合研究所・教授

概要 ＥＡ (600 字～800 字程度にまとめてください。)
受精・発生・配偶子形成などの過程では、核内構造は劇的に変化し、エピジェネティックな発現制御にも大きく関わっている。染色体テリトリー（CT）とよばれる空間的機能ドメインは、このようなゲノムワイドな遺伝子発現制御に関わる細胞核アーキテクチャーとして重要な役割を果たしている。本研究では、クローン技術においてリプログラミングを誘導するエピジェネティクス制御の背景にある核内構造の動態について、マウス ES 細胞クローン卵子を用いて解析した。まず、ドナー細胞とする ES 細胞について、3D-FISH 法を用いて染色体テリトリーと遺伝子座の核内動態について解析した。第 3 番染色体テリトリーと同染色体上に位置する未分化維持関連遺伝子 Oct3/4 ならびに、第 17 番染色体テリトリーと同染色体上に位置する分化マーカー遺伝子として肝細胞特異的遺伝子 Tdo2 の遺伝子座の動態について解析した。ｓの結果、Oct3/4 の遺伝子座は分化誘導にともない CT 辺縁部から内部へと移動し、一方、Tdo2 遺伝子座は分化誘導に伴い CT から大きくループアウトする現象を見出した。このことから、染色体上の遺伝子座は核移植においてドナー細胞の分化状態に依存したクロマチン構造制御の影響を受けることが示唆された。本研究ではまた、ES 細胞におけるクロマチンリモデリング因子ならびにヒストンバリアントの解析とRNAi によるその人為制御についても検討した。その結果、ES 細胞では SRCAP 複合体構成因子 Arp4 およびヒストン H2A.Z はユークロマチン領域に局在していた。それぞれのノックダウン ES 細胞クローン卵子の前核形成について解析した結果、ヒストン H3.3 の減少がみられた。本研究により、クロマチンリモデリ
ング因子やヒストンタンパク質を制御することにより、クローン卵子のヒストンバリアントの構成を人為的に制御しうることが初めて示された。

キーワード ＦＡ

クローン技術クロマチン

染色体テリトリー（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 -RNAi

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 ＥＺIn developmental processes such as fertilization, morphogenesis and gametogenesis, nuclear structure
dynamically changes and involves in the epigenetic regulation. Chromosome territories (CTs) are one of
the higher-order nuclear structures, which play an important role in genome-wide gene regulations. In thisstudy, we investigated the dynamics of nuclear architecture which may affects reprogramming in thenuclear transplantation in mice. Positioning of CTs (Chr.17 and 3) and gene-loci (Oct3/4 as stem cellmarker gene and hepatic gene Tdo2 as differentiation marker gene) in interphase cell nuclei of mouse EScells was visualized by 3D-FISH. Three D-FIDH analysis revealed that gene-loci of Oct3/4 localized near
the periphery of CTs of Chr.17 regardless of differentiation status, whereas those of Tdo2 were looped out
from interior to outside of CTs as the cells differentiated. These results indicated that gene-loci might beaffected by certain chromatin structures depending on the differentiation status of donor cells. We also
investigated the chromatin remodeling factors and histone variants in ES cells in order to modulate
nuclear conditions using RNAi for inducing suitable reprogramming. Arp4, a component of SRCAP
complex, and histone H2A.Z showed the localization in euchromatin region in ES cells. Nuclear
transplantation of oocytes with Arp4 or histone H2A.Z knockdown ES cell nuclei induced the decrease ofhistone H3.3 distribution during the pronuclear formation. These results first demonstrated the possibility
to modulate the nuclear environment via chromatin remodeling factors and/or histone variants- 2 -