同一ドナー細胞由来の体細胞クローン牛間におけるDNAメチル化レベルの相違

• 担当機関: （独）農業・食品産業技術総合研究機構 畜産草地研究所
• 研究期間: 2009～2010
• 研究担当者: 金田正弘; 渡辺伸也; 赤木悟史; 原口清輝; ソムファイタマス
• 発行年度: 2010
• 要約: 同一ドナー細胞由来の体細胞クローン牛の各臓器・個体間におけるDNAメチル化レベルは非クローン牛と同様で、大きな個体差が認められる。このことは、同一ゲノムを持つクローン個体間におけるエピジェネティックな状態は同一ではないことを示す。
• キーワード: 体細胞クローン、エピジェネティクス、DNAメチル化、個体差
• 背景・ねらい: 同一ゲノム(遺伝子)を持つ一卵性双生児でも、見た目は良く似ているが、指紋や性格は同一ではない。体細胞クローン動物においても同様で、ドナーとなる個体と同一のゲノムを持つにもかかわらず、毛皮の模様や鼻紋、性格が異なることが知られている。その違いは、ゲノムを修飾し遺伝子発現を制御するエピジェネティクスの状態が、加齢や栄養などの環境的要因によって変化するためであると考えられている。そこで、同一ドナー細胞由来の複数の体細胞クローン雌牛における各臓器および個体間のエピジェネティクスの違いを、DNAメチル化を指標として非クローン雌牛間と比較することで、環境的要因がエピジェネティクスに与える影響を解析する。

成果の内容・特徴

1. まず精子でのみメチル化されるインプリント遺伝子であるH19のメチル化レベルを解析したところ、クローン牛・非クローン牛ともに臓器間・個体間でメチル化レベルに差が見られる(図1)。
2. H19とは逆に、卵子でのみメチル化されるインプリント遺伝子PEG3のメチル化レベルについても、1.と同様である(図2)。
3. 表に示すとおり、F-testを行いクローン牛・非クローン牛個体間のばらつきの度合いを検定すると、H19遺伝子の脾臓でのメチル化レベルのみ、クローン牛間の方が非クローン牛間に比べて有意にばらつきが小さかったものの、その他の臓器については有意な差は見られない。
4. 同一ゲノムを持つクローン牛間においても、非クローン牛間と同様に個体レベルでのエピジェネティックな違いが存在しており、クローン動物のエピジェネティックな変化は、一卵性双生児同様、環境的要因による影響が大きいと考えられる。

成果の活用面・留意点

1. 今後より大規模にゲノムワイドな解析を行うことで、クローン動物のエピジェネティクスについての理解を深めることができる。また、遺伝子のエピジェネティック修飾における遺伝的な影響と環境的な影響を切り分けて論じるための材料となる。
2. 用いたクローン牛・非クローン牛はいずれも黒毛和種であり、と殺時の年齢は、クローン牛:5歳8ヶ月～6歳10ヶ月、非クローン牛:4歳4ヶ月～10歳9ヶ月である。クローン牛はいずれも同一研究所にて生まれ、同一飼養条件下にて生育した。