マウス生殖細胞におけるNanog遺伝子のリプログラミング機能

• Project Area: The germline: its developmental cycle and epigenome network
• Project/Area Number: 21028009
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 多田 高 京都大学, 再生医科学研究所, 准教授 (30188247)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥6,400,000 (Direct Cost: ¥6,400,000); Fiscal Year 2010: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2009: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
• Keywords: 遺伝子 / ゲノム / 発現制御 / 発生・分化 / バイオテクノロジー

Research Abstract

本研究課題は、1)Nanog遺伝子機能を欠損した生殖細胞の運命を明らかにする、2)Nanog遺伝子機能の欠損によってもたらされる分子ネットワークの異常を明らかにする、3)Nanog遺伝子の生殖細胞でのリプログラミングに関わる働きを明らかにする、事を目的とした。研究班員とトランスジェニックマウスの分与を受け、更に単一細胞cDNAライブラリー作製に関して共同研究を進めた。その結果、生殖細胞特異的なNanog機能の欠損に成功した。Nanog遺伝子機能の欠損により1)初期生殖細胞が死滅する、2)生殖細胞の死滅は細胞死(アポトーシス)による、3)Nanog下流の500個以上の遺伝子の発現が劇的に変化し生殖細胞特定的分子ネットワークが崩壊する事が明らかになった(Yamaguchi et al. (2009) in Development)。これに加えて、リプログラミング機構を解析する目的で、人工多能性幹(iPS ; induced pluripotent stem)細胞の樹立に関わるリプログラム因子とNanog遺伝子の発現を解析した(Nagata et al. (2009) in Genes Cells ; Yamaguchi et al. (2011) in Stem Cell Research)。以上の結果は、マウス胚生殖細胞に特異的な生体内遺伝子ノックダウンという世界で初めての手法を用いて、未分化性維持鍵因子Nanogの機能を明らかにした研究として注目されている。加えて、iPS細胞のエピジェノム解析の基盤作製を行った。

Research Products

• [Journal Article] Sox2 expression effects on direct reprogramming efficiency as determined by alternative somatic cell fate (2011)
  • Author(s): Yamaguchi, S., Hirano, K., et al.
  • Journal Title: Stem Cell Research Volume: 6 Pages: 177-186
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Familiarity and prudence of the Japanese public with research into induced pluripotent stem cells, and their desire for its proper regulation. (2010)
  • Author(s): Shineha, R., Kawakami, M., et al.
  • Journal Title: Stem Cell Reviews and Reports Volume: 6 Pages: 1-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Conditional knockdown of Nanog induces apoptotic cell death in mouse migrating primordial germ cells. (2009)
  • Author(s): Yamaguchi, S., Kurimoto, K., Yabuta, Y., Sasaki, H., Nakatsuji, N., Saitou, M., Tada, T.
  • Journal Title: Development 136 Pages: 4011-4020
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficient reprogramming of human and mouse primary extra-embryonic cells to pluripotent stem cells. (2009)
  • Author(s): Nagata, S., Toyoda, M., Yamaguchi, S., Hirano, K., Makino, H., Nishino, K., Miyagawa, Y., Okita, H., Kiyokawa, N., Nakagawa, M., et al.
  • Journal Title: Genes Cells 14 Pages: 1395-1404
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Target chromosomes of inducible deletion by a Cre/inverted loxP system in mouse embryonic stem cells. (2009)
  • Author(s): Tada, M., Matsumura, H., Kurose, Y., Nakatsuji, N., Tada, T
  • Journal Title: Chromosome Research 17 Pages: 443-450
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Sox2 expression effects on direct reprogramming efficiency as determined by alternative somatic cell fate (2010)
  • Author(s): Yamaguchi, S., Hirano, K, et al.
  • Organizer: International Symposium on Epigenome Network, Development, and Reprogramming of Germ Cells
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡市)
• [Presentation] Efficient reprogramming of primary extra-embryonic cells to pluripotent stem cells (2009)
  • Author(s): 長田翔伍、山口新平、平野邦生、多田高
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] iPS細胞・再生医療研究に関する意識調査 (2009)
  • Author(s): 標葉隆馬、川上雅弘、川上浩司、永田素彦、多田高、加藤和人
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] マウス生殖細胞におけるNanog遺伝子のリプログラミング機能 (2009)
  • Author(s): 山口新平、栗本一基、藪田幸宏、佐々木裕之、中辻憲夫、斉藤通紀、多田高
  • Organizer: 公開シンポジウム;第2回生殖系列の世代サイクルとエピゲノムネットワーク
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] ヒトおよびマウス胚体外組織細胞からのiPS細胞誘導 (2009)
  • Author(s): 長田翔伍
  • Organizer: 生殖サイクル若手研究会
  • Place of Presentation: 御殿場
• [Presentation] ES細胞およびiPS細胞を利用した薬理・トキコロジー研究とその将来(招待講演) (2009)
  • Author(s): 多田高
  • Organizer: 第36回日本トキコロジー学会学術年会、特別講演
  • Place of Presentation: 盛岡
• [Book] 最新医学社 増刊号 64巻802号:リプログラミングの未来と過去、「幹細胞研究の最近の進歩」(須田年生 監修) (2009)
  • Author(s): 多田高
  • Publisher: 最新医学社
• [Book] メディカルバイオ 6巻5号:細胞融合と「核のリプログラミング」、「細胞核の初期化メカニズム 多能性・全能性獲得のナゾに迫る」 (2009)
  • Author(s): 多田高
  • Publisher: オーム社
• [Book] 実験医学 増刊号 27巻17号:幹細胞と細胞核構造、「細胞核-遺伝情報制御と疾患」(平岡泰・原田昌彦・木村宏・田代聡 編集) (2009)
  • Author(s): 多田高
  • Publisher: 羊土社
• [Book] Nuclear Reprogramming and Stem Cell
  • Author(s): Hirano K., Tada T.
  • Publisher: Springer (USA)(in press)
• [Remarks]
  • URL: http://www.frontier.kyoto-u.ac.jp/es03/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.frontier.kyoto-u.ac.jp/es03/index.html