マウス胚において全能性を規定する分子メカニズムの解明

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K06605
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 冨川 順子 東京大学, 生命科学ネットワーク, 特任助教 (80534990)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 全能性 / 核内高次構造

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、マウスをモデルとして、Hi-Cの結果検出された2細胞期胚（全能性細胞）特異的な核内高次構造が全能性細胞において、またその後の発生においてどのような役割を担っているのか検証することを目的としていた。そのため、2細胞期胚特異的で見られた核内ゲノム高次構造を可視化するとともに、その構造形成に関わる因子の同定を目指して(1)生細胞蛍光イメージング法による核内ゲノム動態の観察、(2)2細胞期胚特異的な核内高次構造形成に寄与しているタンパク質の同定とその生理機能解析を行う計画であった。(1)に関しては当初、リボソームDNAを基点として他のゲノム領域が集結していると考え、dCas9-mCherry mRNAを標的配列に対するgRNAとともに受精卵にインジェクションし、2細胞期胚においてmCherryのシグナルの検出を試みたが、特異的 なシグナルを得ることはできなかった。そこで可視化手段を3D DNA-FISH法に変更し、各染色体間でのインタラクションの可視化を試みた。その結果、ハブ状の17番染色体と11番染色体の領域との相互作用がみとめられ、基点となっているのがリボソームDNAではなく、ハブとなっていた17番染色体である可能性が強く示唆される結果となった。(2)については、モチーフ解析の結果、Cux1の関与が示唆されたため、Cux1ノックアウトマウスを作製したとこ ろ、胎生致死となったことから、どの段階で致死となっているのか発生段階を遡って検証した。その結果、胎生9.5日の時点までは発生しており、その後神経管の形成がうまくいかずに致死となっていることがわかった。したがって、全能性獲得に関わる因子ではないことが明らかになった。