決定直後マウス生殖細胞に発現する遺伝子の網羅的解析

• 研究課題/領域番号: 16045217
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 斎藤 通紀 独立行政法人理化学研究所, 哺乳類生殖細胞研究チーム, チームリーダー (80373306)
• 研究分担者: 大日向 康秀 独立行政法人理化学研究所, 哺乳類生殖細胞研究チーム, 研究員 (70415107)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円); 2005年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 2004年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
• キーワード: 生殖細胞 / 単一細胞 / 全能性 / ゲノムリプログラミング / マイクロアレイ / ES細胞 / 体細胞 / システム生物学

研究概要

代表研究者らは、単一細胞レベルでのマウス生殖細胞決定機構の解析系を立ち上げ、生殖細胞決定の際におこる分子生物学的変化を捉える基礎を作り上げた。これをさらに発展させる目的で、我々は単一細胞から偏りなくかつ再現性良く発現遺伝子を増幅し、High density oligonucleotide microarrayにて正確に解析する系を確立、発生3.5日目のマウス胚盤胞が2種の細胞からなることを証明した(Kurimoto et al., Nuc.Acids Res.In the press)。この方法を用いて、発生7.5日目の決定後生殖細胞とその起源を同じくするものの体細胞へと分化した細胞群の遺伝子発現を単一細胞レベルで比較した結果、生殖細胞は特異的な蛋白質リン酸化酵素群、細胞接着因子群を発現し、DNA methyltransferase活性を抑え、また重要なことに形態生成やpattern formationに関わる因子群の発現を強力に抑制していることが判明した。さらに生殖前駆細胞から、時系列に沿い、生殖細胞が決定される過程で起こる遺伝子発現動態の変遷を詳細に解析することに成功し、現在そのデータを検証している。また生殖細胞の最初期に特異的な発現を示し、その決定に重要な役割を果たす遺伝子Blimp1を同定した(Ohinata et al., 2005)。Blimp1欠損生殖細胞からの単一細胞cDNAも作成しており、これを解析することで、Blimp1の生殖細胞形成における役割を決定しつつある。

研究成果

• [雑誌論文] An improved single-cell cDNA amplification method for efficient high-density oligonucleotide microarray analysis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kurimoto, K., Yabuta, Y., Ohinata, Y., Ono, Y., Uno, K., Yamada, R.G., Ueda, H.R., Saitou, M.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research (in the press)
• [雑誌論文] Generation of stella-GFP transgenic mice, a novel too to study germ cell development. (2006)
  • 著者名/発表者名: Payer, B., Chuva de Sousa Lopes, S.M., Barton, S.C., Lee, C., Saitou, M., Surani, M.A.
  • 雑誌名: Genesis 44 ページ: 75-83
• [雑誌論文] Blimp1 and the emergence of the germ line during development in the mouse. (2005)
  • 著者名/発表者名: ^*Saitou, M., Payer, B., O'Carroll, D., Ohinata, Y., ^*Surani, M.A.(2005).^*Co-correspondence
  • 雑誌名: Cell Cycle 4 ページ: 1736-1740
• [雑誌論文] Analysis of Esg1 expression in pluripotent cell and the germline reveals similarities with Oct4 and Sox2, and differences between human pluripotent cell lines. (2005)
  • 著者名/発表者名: Western, P., Maldonado-Saldivia, J., van den Bergen, J., Hajkova, P., Saitou, M., Barton, S., Surani, M.A.
  • 雑誌名: Stem Cells 23 ページ: 1436-1442
• [雑誌論文] Blimp1 is a critical determinant of the germ cell lineage in mice. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ohinata, Y., Payer, B., O'Carroll, D., Ancelin, K., Ono, Y., Sano, M., Barton, S.C., Obukhanych, T., Nussenzweig, M., Tarakhovsky, A., ^*Saitou, M., ^*Surani, M.A.^*Co-correspondence
  • 雑誌名: Nature 436 ページ: 207-213
• [雑誌論文] Extensive and orderly reprogramming of genome-wide chromatin modifications associated with specification and early development of germ cells in mice (2005)
  • 著者名/発表者名: Seki, Y., Hayashi, K., Itoh, K., Mizugaki, M., Saitou, M., Matsui, Y.
  • 雑誌名: Developmental Biology 278 ページ: 440-458
• [雑誌論文] Germline recruitment in mice : A genetic program for epigenetic reprogramming.
  • 著者名/発表者名: Ohinata, Y., Seki, Y., Payer, B., O'Carroll, D., Surani, M.A., Saitou, M.
  • 雑誌名: Ernst Schering Research Foundation Workshop 60 (in the press)
• [雑誌論文] Mechanism of mouse germ cell specification : A genetic programme regulating epigenetic reprogramming
  • 著者名/発表者名: Surani, M.A., Ancelin, K., Hajkova, P., Lange, U.C., Payer, B., Western, P., Saitou, M.
  • 雑誌名: 69^<th> Cold Spring Harbor Symposium on Quantitative Biology (posted online on October 29,2004,(doi:10.1101/sqb.2004.69.040)) 69(発表予定)