実験動物ならびに資源動物の卵母細胞の成熟や受精後の発生機構を分子レベルで理解することを目指しています。精子と卵母細胞は遺伝子発現を停止した状態で受精します。受精後しばらくすると最初の遺伝子発現が始まりますが、この遺伝子発現のことを胚性ゲノムの活性化と呼びます。胚性ゲノムの活性化には、過去に現生哺乳動物の祖先に「偶然」感染したウイルスが関わっています。受精卵の遺伝子発現制御に関わるメカニズムを解析することによって、ゲノムの混合に特化した精子や卵子の核が、全能性を持った受精卵の核へと変化していくリプログラムの過程、さらには受精卵から胎子へとさまざまな細胞へと分化する過程を明らかにすることを目指しています。

当研究室で新規に発見されたOog1という卵母細胞特異的遺伝子は雌胎子の生殖細胞で発現を開始して、減数分裂の終了と同時に発現を停止しますが、その機能はいまだに明らかになっていません。Oog1の祖先遺伝子は、1億年弱前に北方獣類（真獣類を大きく3つのグループに分けたうちの一つで、身近な動物ではヒト・マウス・ウシが含まれる）の共通祖先の2つの遺伝子の間に「偶然」現れ、生殖と進化を通じて、動物種ごとに転移を含む遺伝子重複を繰り返しています。減数分裂は生殖細胞に特異的な分裂様式であり、この時期に卵子で発現し、細胞質に蓄えられる物質は受精後の発生にとっても非常に重要な役割を持っています。そこでこの遺伝子がどのような役割を持っているかを、分子生物学的手法を用いて解析しています。

乳肉生産の高度化、気候変動や異常気象、生殖補助技術の適用等により、資源動物の初期胚を取り巻く環境は多様化、複雑化しています。これも人間の存在という偶然があって初めて生じたことです。初期胚という発生の極めて初期の段階の環境が、初期胚発生のみならず胎子発育、出生後の成長、行動、健康、疾病にも影響するという現象が明らかになっており、この現象にゲノムへの後成的修飾であるエピジェネティクスが関与していると考えています。私たちは2019年から資源動物のエピジェネティック修飾を表すゲノム地図であるエピゲノムマップの収集を始めました。エピゲノムマップを使って、初期胚を取り巻く環境の長期影響を明らかにし、家畜や実験動物をはじめとする哺乳動物の胚生産、さらには健康や有用形質の促進に応用することを目指しています。