2021 Fiscal Year Annual Research Report
Transcriptional corepressor-mediated regulation of pluripotency in stem cells
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20K15714
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
樽本 雄介 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 助教 (70551381)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 多能性幹細胞 / 未分化性 / 遺伝子発現 / CRISPRスクリーニング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒト多能性幹細胞の多能性（未分化性）を制御する分子基盤は未だ不明な点が多い。本研究では、ヒトiPS細胞の未分化性マーカー遺伝子の発現を指標とした独自のCRISPRスクリーニングを実施し、多能性幹細胞の未分化性維持に重要な転写抑制補因子を新たに同定した。まず、当該因子のクロマチンへの結合をChIP-seqによって調べると、遺伝子の転写開始点近傍やエンハンサーと思われる領域に結合がみられた。これらのDNA領域に高頻度に結合する既知因子を探索したところ、未分化性維持に重要な転写調節因子として知られるPRDM14が同定された。抗体を用いた免疫沈降実験でも両者の結合が観察できたことから、当該因子はPRDM14と複合体を形成して遺伝子発現の調節に寄与することが示唆された。実際に、この因子をノックアウトした細胞における遺伝子発現をRNA-seqによって調べたところ、PRDM14ノックアウト細胞と同様に、分化に関わる遺伝子の発現が上昇し、未分化状態を維持する遺伝子の発現が低下していた。また、当該因子の遺伝子座にAuxin-inducible degron（AID）タグを導入して内在性タンパク質を早期に分解できる細胞を樹立し、これを用いて当該因子を細胞内から除去した際の早期の遺伝子発現・転写因子結合の変化を時間経過とともに観察することができた。
PRDM14を含めて多能性幹細胞の未分化性を誘導する主要な因子の多くはすでに同定されているものの、それらがどのように制御されることで未分化状態が維持されているかは理解が不十分である。本研究の知見はその一端を明らかにし、現在はまだ困難である均一な品質の多能性幹細胞の供給へとむけた重要な一歩となることが期待される。
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