決定直後マウス生殖細胞に発現する遺伝子の網羅的解析

• Project/Area Number: 16045217
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 斎藤 通紀 独立行政法人理化学研究所, 哺乳類生殖細胞研究チーム, チームリーダー (80373306)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大日向 康秀 独立行政法人理化学研究所, 哺乳類生殖細胞研究チーム, 研究員 (70415107)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥6,000,000 (Direct Cost: ¥6,000,000); Fiscal Year 2005: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2004: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
• Keywords: 生殖細胞 / 単一細胞 / 全能性 / ゲノムリプログラミング / マイクロアレイ / ES細胞 / 体細胞 / システム生物学

Research Abstract

代表研究者らは、単一細胞レベルでのマウス生殖細胞決定機構の解析系を立ち上げ、生殖細胞決定の際におこる分子生物学的変化を捉える基礎を作り上げた。これをさらに発展させる目的で、我々は単一細胞から偏りなくかつ再現性良く発現遺伝子を増幅し、High density oligonucleotide microarrayにて正確に解析する系を確立、発生3.5日目のマウス胚盤胞が2種の細胞からなることを証明した(Kurimoto et al., Nuc.Acids Res.In the press)。この方法を用いて、発生7.5日目の決定後生殖細胞とその起源を同じくするものの体細胞へと分化した細胞群の遺伝子発現を単一細胞レベルで比較した結果、生殖細胞は特異的な蛋白質リン酸化酵素群、細胞接着因子群を発現し、DNA methyltransferase活性を抑え、また重要なことに形態生成やpattern formationに関わる因子群の発現を強力に抑制していることが判明した。さらに生殖前駆細胞から、時系列に沿い、生殖細胞が決定される過程で起こる遺伝子発現動態の変遷を詳細に解析することに成功し、現在そのデータを検証している。また生殖細胞の最初期に特異的な発現を示し、その決定に重要な役割を果たす遺伝子Blimp1を同定した(Ohinata et al., 2005)。Blimp1欠損生殖細胞からの単一細胞cDNAも作成しており、これを解析することで、Blimp1の生殖細胞形成における役割を決定しつつある。

Research Products

• [Journal Article] An improved single-cell cDNA amplification method for efficient high-density oligonucleotide microarray analysis. (2006)
  • Author(s): Kurimoto, K., Yabuta, Y., Ohinata, Y., Ono, Y., Uno, K., Yamada, R.G., Ueda, H.R., Saitou, M.
  • Journal Title: Nucleic Acids Research (in the press)
• [Journal Article] Generation of stella-GFP transgenic mice, a novel too to study germ cell development. (2006)
  • Author(s): Payer, B., Chuva de Sousa Lopes, S.M., Barton, S.C., Lee, C., Saitou, M., Surani, M.A.
  • Journal Title: Genesis 44 Pages: 75-83
• [Journal Article] Blimp1 and the emergence of the germ line during development in the mouse. (2005)
  • Author(s): ^*Saitou, M., Payer, B., O'Carroll, D., Ohinata, Y., ^*Surani, M.A.(2005).^*Co-correspondence
  • Journal Title: Cell Cycle 4 Pages: 1736-1740
• [Journal Article] Analysis of Esg1 expression in pluripotent cell and the germline reveals similarities with Oct4 and Sox2, and differences between human pluripotent cell lines. (2005)
  • Author(s): Western, P., Maldonado-Saldivia, J., van den Bergen, J., Hajkova, P., Saitou, M., Barton, S., Surani, M.A.
  • Journal Title: Stem Cells 23 Pages: 1436-1442
• [Journal Article] Blimp1 is a critical determinant of the germ cell lineage in mice. (2005)
  • Author(s): Ohinata, Y., Payer, B., O'Carroll, D., Ancelin, K., Ono, Y., Sano, M., Barton, S.C., Obukhanych, T., Nussenzweig, M., Tarakhovsky, A., ^*Saitou, M., ^*Surani, M.A.^*Co-correspondence
  • Journal Title: Nature 436 Pages: 207-213
• [Journal Article] Extensive and orderly reprogramming of genome-wide chromatin modifications associated with specification and early development of germ cells in mice (2005)
  • Author(s): Seki, Y., Hayashi, K., Itoh, K., Mizugaki, M., Saitou, M., Matsui, Y.
  • Journal Title: Developmental Biology 278 Pages: 440-458
• [Journal Article] Germline recruitment in mice : A genetic program for epigenetic reprogramming.
  • Author(s): Ohinata, Y., Seki, Y., Payer, B., O'Carroll, D., Surani, M.A., Saitou, M.
  • Journal Title: Ernst Schering Research Foundation Workshop 60 (in the press)
• [Journal Article] Mechanism of mouse germ cell specification : A genetic programme regulating epigenetic reprogramming
  • Author(s): Surani, M.A., Ancelin, K., Hajkova, P., Lange, U.C., Payer, B., Western, P., Saitou, M.
  • Journal Title: 69^<th> Cold Spring Harbor Symposium on Quantitative Biology (posted online on October 29,2004,(doi:10.1101/sqb.2004.69.040)) 69(発表予定)