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

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16045217
• 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
• 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の確立を目指し、本年度はその目的を達成したといえる。我々が開発した方法を用いて発生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活性が抑えられ、また重要なことに形態生成やpattern formationに関わる因子群が強力に抑制されていることが判明した。これらの過程は他のモデル生物に見られるglobalな転写抑制とは異なり、activeな転写によりなされていること、また全発現遺伝子レベルでは、生殖細胞はES細胞よりも、隣接する体細胞群により近い形質を持つことも明らかとなり、哺乳類におけるregulative germ cell specificationを強く支持する結果を得た(Kurimoto et al.,submitted)。現在、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検討しつつあり、生殖細胞決定過程及びその後のゲノムワイドなりプログラミングを起こす分子機構をシステムレベルで解き明かすことを目指している。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Blimp-1を同定し(Ohinata et al.,in revision)、そのさらなる機能解析も進めている。

Research Products

• [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] 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)