Visualization and regulation of authentic totipotent cells

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H03939
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Integrative animal science
• Research Institution: Nagahama Institute of Bio-Science and Technology
• Principal Investigator: Nakamura Toshinobu 長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 教授 (80403202)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 全能性 / 多能性 / ES細胞 / 着床前胚 / MuERV-L

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to identify "authentic totipotent cells" that are presumably existed in MuERV-L-positive cells. We found a culture condition that efficiently induced MuERV-L-positive cells. Ascorbic acid promoted the induction of MuERV-L-positive cells while insulin inhibited it. Gene expression analysis and experiments using inhibitors revealed that the conversion of the energy metabolic pathway from glycolytic to oxidative phosphorylation is critical for the transition from MuERV-L negative cells to MuERV-L-positive cells. Furthermore, we found a subpopulation of MuERV-L-positive cells with a lipid droplet, a structure specific to the totipotent oocytes.

Free Research Field

生殖細胞学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、全能性細胞を含むことが推定されるMuERV-L陽性のES細胞を効率よく誘導する方法を開発した。また、MuERV-L陽性細胞では、遺伝子発現だけではなく、エネルギー代謝経路も全能性を有する初期の着床前胚に近くなることを明らかにした。さらに、MuERV-L陽性細胞の中にLipid droplet（LD）を有する亜集団の存在を明らかにした。今後、MuERV-Lの発現とLDをマーカーとして細胞集団の選択を行うことで、最終的にはES細胞やiPS細胞よりも均一で分化能が保証された高品質な幹細胞が得られることが期待できる。