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2009 Fiscal Year Annual Research Report

神経幹細胞の運命転換における核クロマチンの「グローバルな」状態変化の意義

Research Project

Project/Area Number 20241044
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

後藤 由季子  The University of Tokyo, 分子細胞生物学研究所, 教授 (70252525)

Keywords神経細胞 / 幹細胞 / クロマチン
Research Abstract

神経幹細胞はニューロンへと運命決定しても、すぐにはニューロンとしての形質を発現せず、まず適切な場所へと移動してから成熟する。ニューロンが成熟する際には、軸索・樹状突起形成、膜電位の分極など、様々な形質が一斉に現れる。細胞の形質発現は、遺伝子の転写によって引き起こされることがよく知られているが、遺伝子の転写を制御するメカニズムの1つにクロマチン状態の制御がある。クロマチンがあまり凝集していない「ゆるい」状態にある部位の遺伝子は、転写因子などが接近しやすいために転写が活性化している。これまで、こういったクロマチン状態の変化はそれぞれの遺伝子座ごとに「ローカルに」変化していると考えられてきた。しかし、ニューロンの成熟のように様々な形質が一斉に発現するメカニズムがローカルな遺伝子座の変化のみで説明されうるのか、あるいは他にも何らかのメカニズムがあるのかは明らかになっていなかった。我々は、ニューロンの成熟過程においてクロマチン状態がどのように変化しているかを調べるためにクロマチン分画実験を行った。すると、ある塩濃度の溶液やDNase処理によって遊離するヒストンの量がニューロンの成熟に伴って上昇することがわかった。また、FRAP(Fluorescence Recovery After Photobleaching)実験によりクロマチン分子の移動度を調べたところ、ニューロンの成熟に伴って移動しやすくなっていることがわかった。これらの結果は、ニューロンの成熟に伴ってクロマチン状態が核全体、ゲノム全体で「グローバルに」ゆるくなったことを示唆している。さらに、クロマチンリモデリング因子が核全体でクロマチン状態がゆるくなるために必要であること、またニューロンの成熟に必要であることを見出した。そして、リンカーヒストンH1の変異体を用いて核全体でのクロマチン状態を人工的にかたくしたところ、ニューロンの成熟が妨げられることがわかった。これらの結果は、核全体でグローバルなクロマチン状態がゆるくなることがニューロンの成熟において重要な役割を果たしていることを示唆している。

  • Research Products

    (9 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Wnt signaling and its downstream target N-Myc regulate basal progenitors in the developing neocortex2010

    • Author(s)
      Kuwahara, A., et.al
    • Journal Title

      Development 137

      Pages: 1035-1044

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanisms that regulate the number of neurons during mouse neocortical development2010

    • Author(s)
      Miyata T., et.al
    • Journal Title

      Current Opinion in Neurobiology 20

      Pages: 22-28

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Polycomb limits the neurogenic competence of neural precursor cells to promote astrogenic fate transition2009

    • Author(s)
      Hirabayashi, Y., et.al
    • Journal Title

      Neuron 63

      Pages: 600-613

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Selective induction of neocortical GABAergic neurons by the PDK1-Akt pathway through activation of Mash12009

    • Author(s)
      Oishi, K., at.al
    • Journal Title

      Proc.Natl.Acad.Sci.USA 106

      Pages: 13064-13069

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Temporal Regulation of Neural Stem Cell Fate in the Mouse Developing Neocortex2010

    • Author(s)
      Yukiko Gotoh
    • Organizer
      CDB Symposium 2010
    • Place of Presentation
      理研CDB(神戸)
    • Year and Date
      20100323-20100325
  • [Presentation] Regulation and functions of the Akt/PKB pathway2010

    • Author(s)
      Yukiko Gotoh
    • Organizer
      AACR/JCA Joint Conference
    • Place of Presentation
      Waikoloa, Hawaii USA
    • Year and Date
      20100205-20100209
  • [Presentation] Temporal regulation of neural stem cell fate in the mouse developing neocortex2009

    • Author(s)
      Yukiko Gotoh
    • Organizer
      The International Society for Stem Cell Research 8th Annual Meeting, Prenary lecture
    • Place of Presentation
      Barcelona, Spain
    • Year and Date
      20090708-20090711
  • [Presentation] クロマチンレベルでの神経幹細胞運命制御2009

    • Author(s)
      後藤由季子
    • Organizer
      エピグノム研究会
    • Place of Presentation
      東京大学柏キャンパス生命棟会議室
    • Year and Date
      2009-11-12
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.iam.u-tokyo.ac.jp/celltech/

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Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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