研究分野の概略

当研究分野では、哺乳類生殖細胞のエピゲノム情報の確立と、次世代における消去・残存機構の解明に取り組んでいます。近年親から子へのエピゲノム情報伝搬が注目されており、我々の研究はそのメカニズムの解明に寄与すると期待されます。

研究内容の紹介

遺伝情報の伝達を支えるエピジェネティクス

生殖細胞は自らの遺伝情報を次世代に継承するという命題の下、その形態や核内環境をダイナミックに変化させながら成熟します。例えば精子の核は長径がわずか５ミクロンで、内部はヒストンが除去されてクロマチンが高度に凝集した結果、転写翻訳といった核内イベントはほぼ完全に停止していると考えられています。しかし近年、精子の中にはヒストンとRNAが少なからず存在することが明らかになり、これらが受精や遺伝情報伝達に何らかの役割を有する可能性が示唆されています。さらに最近、オスの一過性のストレスがエピゲノムマークとなって子孫に遺伝することが実験的に証明されたことから、精子が自分のDNA以外の因子を次世代に受け渡している可能性が高く、益々関心が高まっています。

私たちの研究室では、生殖細胞のクロマチン動態に着目し、それらが細胞増殖や分化・受精にどのような機能を有するかについて研究を進めています。具体的には①精子幹細胞の幹細胞性維持に関わるクロマチン因子の同定と解析、②精子形成におけるヒストンバリアントの役割の解析、③精子残存ヒストンの機能・生化学的構造解析、について解析を行っています。

当研究室で行っている研究内容の概要。精子形成から受精までのエピジェネティックダイナミクスについて、マウスを用いて研究しています。

最近の研究成果

次世代エピゲノム解析手法CUT&Tagに適したマグネットビーズの開発
減数分裂における父方由来・母方由来の染色体のマッチングを“大黒柱”として支えるタンパク質の役割を解明
邪魔者をどかせると見えてきた、精子ヒストンの局在と規則性；新技術で精子ヒストンマップを作成（病態発生制御研究分野）

論文一覧

  1. Solubilization of Mouse Sperm Chromatin for Sequencing Analyses Using a Chaperon Protein.
    Fukuda Y, Shintomi K, Yamaguchi K, Fujiwara Y and Okada Y.
    Methods Mol Biol. 2023;2577:161-173. doi: 10.1007/978-1-0716-2724-2_11.
  2. Epigenetic regulator Cfp1 safeguards male meiotic progression by regulating meiotic gene expression.
    Ki BS, Shim SH, Park C, Yoo H, La H, Lee OH, Kwon Y, Skalnik DG, Okada Y, Yoon HG, Kim JH, Hong K and Choi Y.
    Exp Mol Med. 2022 Aug;54(8):1098-1108. doi: 10.1038/s12276-022-00813-0. Epub 2022 Aug 2.
  3. Sperm chromatin condensation: epigenetic mechanisms to compact the genome and spatiotemporal regulation from inside and outside the nucleus.
    Okada Y.
    Genes Genet Syst. 2022 Jun 4;97(1):41-53. doi: 10.1266/ggs.21-00065. Epub 2022 Apr 29.
  4. Rubicon prevents autophagic degradation of GATA4 to promote Sertoli cell function. 
    Yamamuro T, Nakamura S, Yamano Y, Endo T, Yanagawa K, Tokumura A, Matsumura T, Kobayashi K, Mori H, Enokidani Y, Yoshida G, Imoto H, Kawabata T, Hamasaki M, Kuma A, Kuribayashi S, Takezawa K, Okada Y, Ozawa M, Fukuhara S, Shinohara T, Ikawa M and Yoshimori T.
    PLoS Genet. 2021 Aug 5;17(8):e1009688. doi: 10.1371/journal.pgen.1009688. eCollection 2021 Aug.
  5. R-Loop Formation in Meiosis: Roles in Meiotic Transcription-Associated DNA Damage. 
    Fujiwara Y, Handel MA and Okada Y.
    Epigenomes 2022, 6(3), 26; https://doi.org/10.3390/epigenomes6030026.
  6. Potential role of KRAB-ZFP binding and transcriptional states on DNA methylation of retroelements in human male germ cells.
    Fukuda K, Makino Y, Kaneko S, Shimura C, Okada Y, Ichiyanagi K and Shinkai Y.
    Elife. 2022 Mar 22;11:e76822. doi: 10.7554/eLife.76822.
  7. Sperm chromatin structure: insights from in vitro to in situ experiments.
    Okada Y.
    Curr Opin Cell Biol. 2022 Apr;75:102075. doi: 10.1016/j.ceb.2022.102075. Epub 2022 Mar 25.
  8. Preparation of optimized concanavalin A-conjugated Dynabeads(R) magnetic beads for CUT&Tag.
    Fujiwara Y, Tanno Y, Sugishita H, Kishi Y, Makino Y and Okada Y.
    PLoS One. 2021 Nov 16;16(11):e0259846. doi: 10.1371/journal.pone.0259846. eCollection 2021.
  9. Identification and characterization of the antigen recognized by the germ cell mAb TRA98 using a human comprehensive wet protein array. 
    Fukuda E, Tanaka H, Yamaguchi K, Takasaka M, Kawamura Y, Okuda H, Isotani A, Ikawa M, Shapiro VS, Tsuchida J, Okada Y, Tsujimura A, Miyagawa Y, Fukuhara S, Kawakami Y, Wada M, Nishimune Y and Goshima N.
    Genes Cells. 2021 Mar;26(3):180-189. doi: 10.1111/gtc.12832.
  10. Protocol for isolation of spermatids from mouse testes.
    Kim CR, Noda T, Okada Y, Ikawa M and Beek SH.
    STAR Protoc. 2021 Jan 8;2(1):100254. doi: 10.1016/j.xpro.2020.100254. eCollection 2021 Mar 19.
岡田　由紀　教授
OKADA Yuki
博士（獣医学）
総合文化研究科、広域科学専攻、農学生命、薬学系研究科
デフォルト画像
藤原　靖浩　助教
FUJIWARA Yasuhiro
博士（学術）
羽田　政司　助教
HADA Masashi
博士（農学）
デフォルト画像
井上　絵里奈　技術専門職員
INOUE Erina
博士（農芸化学）