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A03 前澤班

精子形成期における分化運命決定機構

生殖細胞特有の現象である減数分裂は、種の多様性を生み出すと共に、配偶子形成に不可欠なプロセスである。精子形成期において、生殖細胞が分化し減数分裂期へ移行する際には、数千もの遺伝子発現が変化し、体細胞型の遺伝子発現プロファイルから精子形成期特有の遺伝子発現プロファイルへと切り替わる。研究代表者らは、減数分裂期への移行に際し、遺伝子発現変化を制御する精子形成期特異的なエピゲノム形成機構やクロマチン構造変化を解明した。体細胞系列において、パイオニア転写因子やクロマチン高次構造の再編成が、細胞運命の決定に重要な役割を担っていることが示されつつあるが、生殖細胞分化においてその分子機構は未解明である。

本研究では、哺乳類精子形成期における分化運命決定機構の解明を目的とする。特に、①分化運命決定を担うパイオニア因子の同定、及び②CTCFによるクロマチン高次構造制御機構の解明をとおして、減数分裂期移行に伴って生じるエピゲノム及びクロマチン構造変化の制御機構を明らかにする。これらの研究成果は、「配偶子インテグリティを担保したin vitro配偶子形成」の達成に貢献する。

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研究組織
主要論文

前澤 創

  • Yeh YH, Hu M, Nakagawa T, Sakashita A, Yoshida S, Maezawa S, and Namekawa SH*.

    Isolation of Murine Spermatogenic Cells using a Violet-Excited Cell-Permeable DNA Binding Dye.

    joev. 2021 Jan 14. doi: 10.3791/61666.

  • Maezawa S*, Sakashita A, Yukawa M, Chen X, Takahashi K, Alavattam KG, Nakata I, Weirauch MT, Barski A, and Namekawa SH*.

    Super-enhancer switching drives a burst in gene expression at the mitosis-to-meiosis transition.

    Nat Struct Mol Biol. 2020 Sep 7. doi: 10.1038/s41594-020-0488-3. Online ahead of print.

  • Sakashita A, Maezawa S, Alavattam KG, Yukawa M, Barski A, Pavlicev M, Namekawa SH*.

    Endogenous retroviruses drive species-specific germline transcriptomes in mammals.

    Nat Struct Mol Biol. 2020 Sep 7. doi: 10.1038/s41594-020-0487-4. Online ahead of print.

  • Alavattam KG, Maezawa S, Sakashita A, Khoury H, Barski A, Kaplan N and Namekawa SH*.

    Attenuated chromatin compartmentalization in meiosis and its maturation in sperm development.

    Nat Struct Mol Biol. 2019 Mar;26(3):175-184.

  • Maezawa S*, Alavattam KG, Tatara M, Nagai R, Barski A, and Namekawa SH*.

    A rapidly evolved domain, the SCML2 DNA-binding (SDB) repeats, contributes to chromatin binding of mouse SCML2.

    Biol Reprod. 2019 Feb 1;100(2):409-419.

  • Maezawa S*, Hasegawa K, Alavattam KG, Funakoshi M, Sato T, Barski A, and Namekawa SH*.

    SCML2 promotes heterochromatin organization in late spermatogenesis.

    J Cell Sci. 2018 Sep 3;131(17):jcs217125.

  • Maezawa S, Hasegawa K, Yukawa M, Kubo N, Sakashita A, Alavattam KG, Sin H, Kartashov AV, Sasaki H, Barski A, and Namekawa SH*.

    Polycomb protein SCML2 facilitates H3K27me3 to establish bivalent domains in the male germline.

    Proc Natl Acad Sci U S A. 2018 May 8;115(19):4957-4962.

  • Adams S, Maezawa S, Alavattam KG, Abe H, Shroder M, Broering TJ, Rios JS, Thomas M, Price CM, Barski A, Andreassen PR, and Namekawa SH*.

    RNF8 and SCML2 cooperate to regulate ubiquitination and H3K27 acetylation for escape gene activation on the sex chromosomes.

    PLoS Genet. 2018 Feb 20;14(2):e1007233.

  • Maezawa S, Yukawa M, Alavattam KG, Barski A, Namekawa SH*.

    Dynamic reorganization of open chromatin underlies diverse transcriptomes during spermatogenesis.

    Nucleic Acids Res. 2018 Jan 25;46(2):593-608.

  • Maezawa S, Hasegawa K, Yukawa M, Sakashita A, Alavattam KG, Andreassen PR, Vidal M, Koseki H, Barski A, and Namekawa SH*.

    Polycomb directs timely activation of germline genes in spermatogenesis.

    Genes Dev. 2017 Aug 15;31(16):1693-1703.

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