2019 Fiscal Year Annual Research Report
Reprogramming of cell morphology and functions by Klf4 during iPSC generation
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17H04036
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
久武 幸司 筑波大学, 医学医療系, 教授 (70271236)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福田 綾 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (50436276)
西村 健 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (80500610)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | iPS 細胞 / リプログラミング / MET / EMT / レトロウイルス / サイレンシング / X 染色体 / アポトーシス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
サイレンシング関連では、SeVdp のリプログラミング系に、iChIP を応用し、レトロウイルスのプロウイルス状に結合する因子を網羅的に同定した。同定された因子の中で、TAF-Iがリプリログラミング過程でのレトロウイルスに関与することを見出した。特にES細胞で発現するTAF-Iα isoform の発現がリプログラミング過程で上昇し、早期のサイレンシングに関与することを明らかにした。また、TAF-I 以外にILF2/ILF3、cnbpなどもサイレンシングに関与していることを見出し、ILF2/ILF3は、EC細胞にレトロウイルスが感染した際に、非常に初期のサイレンシングを行っていることを見出している。また、MET/EMT 関連遺伝子関連では、Osr2の解析をさらに進め、Osr2 が TGF-β を介して EMT を制御する因子であることを見出した。Osr2 は細胞の増殖を促進した後で、TGF-β を介して EMT を起こすため、TGF-β 単独の EMT とかかなり様相が異なる。また、リプログラミング早期に Osr2 が低下するのは、リプログラミングにとって重要であり、Osr2 の低下によって初めて TGF-β のシグナル伝達系が抑制されることが分かった。さらに、リプログラミング過程でおこる XCR の解析を進め、XCR が X 染色体のセントロメア近傍から始めることを見出した。この XCR 初期では、ヒストンのメチル化・脱メチル化が重要な働きをすることも分かった。最後に、 SeVdp を改変して、KLF4 のレベルを非常に下げると、我々が以前報告した Paused iPSCs よりさらに早期の段階でアポトーシスが多く見られる時期に、 iPSC 細胞の中間体が安定に株化できることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
初期に計画していた目標、すなわちリプログラミング過程でのMETの解析はほぼ終了し、論文投稿前である。また、リプログラミングでの Tcl1 の代謝での役割は、論文として既に報告した。リプログラミングでのエピゲノムの解析も klf4 結合やヒストン修飾の変化の解析に留まらず、XCR についてかなり新しい知見を得る事ができた。このように当初の目的ををほぼ達成し、その間に見出した新たな因子や現象について、すでに新たな解析を進めることが出来ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
MET の解析に関しては、論文投稿を行っているが、リバイスで要求される実験を進める。特に、リプログラミング過程で Osr2 とTGF-β のシグナル伝達系がどの様に機能的に関連しているかを明らかにする。また、XCR の解析では、XCR の非常に初期で見られる遺伝子活性化で、ヒストン修飾の変化がどの様に起こるかを明らかにする。また、この過程に関与するヒストン修飾因子を明確にする。さらに、リプログラミング因子と、この修飾因子の機能的関連を明確にするために、アリル特異的な ChIP-seq を行う予定である。また、最近作製した、リプログラミングごく初期の段階の Paused iPS 細胞を利用して、リプログラミング過程でみられるアポトーシスのメカニズム、細胞周期調節のメカニズム、細胞形態変化のメカニズムを明らかにしていく。
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