マウス生殖細胞形成を規定する遺伝子発現ダイナミクスとその破綻機構の解明

• 研究課題/領域番号: 18051018
• 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 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: 栗本 一基 独立行政法人理化学研究所, 哺乳類生殖細胞研究チーム, 基礎科学特別研究員 (20415152) ; 薮田 幸宏 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 (30415327)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円); 2007年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円); 2006年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
• キーワード: 単一細胞 / 生殖細胞 / 遺伝子発現 / マイクロアレイ / Blimp1 / Prdm14 / エピゲノム / 多能性 / 全能性 / ゲノムリプログラミング / 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を立ち上げ、始原生殖細胞(Primordial Germ Cells;PGCs)決定に際する分子生物学的変化を捉える基礎を築いた(Saitou M, et. al., Nature, 418, 293-300, 2002)。さらに、単一細胞から定量的かつ再現性良く発現遺伝子を増幅し、High density oligonucleotide microarrayにて解析可能とする系を確立(Kurimoto K, et. al., Nuc. Acids Res., 34, e42, 2006; Nature Protocols, 2,739-752, 2007)、この方法を用いて、生殖前駆細胞から、時系列に沿い、生殖細胞決定過程で起こる遺伝子発現動態(Kurimoto K, et. al., in revision)、また生殖系列決定に重要な役割を果たす遺伝子Blimpl(Ohinata Y, et. al., Nature, 436,207-213, 2005)及びPrdm14 (Yamaji M, et. al., submitted)欠損細胞での遺伝子発現の破綻を解析した。PGC形成過程に伴うBlimpl陽性細胞群の、複雑ではあるが非常に順序だったゲノムワイドな遺伝子発現動態の変遷、この過程に伴うBlimp1及びPrdm14を起点とする転写制御因子群の潜在的ネットワークが明らかとなりつつある(Kurimoto et al., in revision: Yamaji M, et. al., submitted)。本研究から得られた知見を基盤とし、生殖細胞系列の試験管内誘導、Blimp1及びPrdm14の生化学的機能解析を推進している。

研究成果

• [雑誌論文] Single-cell cDNA high-density oligonucleotide microarray analysis: Detection of individual cell types and properties in complex biological processes. (2008)
  • 著者名/発表者名: Saitou M, et. al.
  • 雑誌名: Reproductive Biomedicine Online 16 ページ: 26-40
  • 査読あり
• [雑誌論文] Maternal nucleolus is essential for early embryonic development in mammals. (2008)
  • 著者名/発表者名: Ogushi S, et. al.
  • 雑誌名: Science 319 ページ: 613-616
  • 査読あり
• [雑誌論文] Global single-cell cDNA amplification to provide a template for representative high-density oligonucleotide microarray analysis. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kurimoto K, et. al.
  • 雑誌名: Nature Protocols 2 ページ: 739-752
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cellular dynamics associated with the genome-wide epigenetic reprogramming in migrating primordial germ cells in mice. (2007)
  • 著者名/発表者名: Seki Y, et. al.
  • 雑誌名: Development 134 ページ: 2627-2638
  • 査読あり
• [雑誌論文] Global single-cell cDNA amplification to provide a template for representative high-density oligonucleotide microarray analysis. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kurimoto, K., Yabuta, Y., Ohinata, Y., Saitou, M.
  • 雑誌名: Nature Protocols (In the press)
• [雑誌論文] Blimpl defines a progenitor population that governs cellular input to the sebaceous gland. (2006)
  • 著者名/発表者名: Horsley, V., O'Carroll, D., Tooze, R., Ohinata, Y., Saitou, M., Obukhanych, T., Nussenzweig, M., Tarakhovsky, A., Fuchs, E.
  • 雑誌名: Cell 126 ページ: 587-609
• [雑誌論文] Gene expression dynamics during germline specification in mice identified by quantitative single-cell gene expression profiling. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yabuta, Y., Kurimoto, K., Ohinata, Y., Seki, Y., Saitou, M.
  • 雑誌名: Biol. Reprod. 75 ページ: 705-716
• [雑誌論文] Germline recruitment in mice : A genetic program for epigenetic reprogramming. (2006)
  • 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 60 ページ: 143-174
• [学会発表] Specification of the germ cell lineage in mice (2008)
  • 著者名/発表者名: Saitou M
  • 学会等名: 特定領域研究科学研究費補助金生殖系列の世代サイクルとエピゲノムネットワーク〜発足記念キックオフシンポジウム〜
  • 発表場所: 丸ビルホール
  • 年月日: 2008-03-05
• [学会発表] 単一細胞マイクロアレイ法の応用と発展 (2008)
  • 著者名/発表者名: 斎藤 通紀
  • 学会等名: 特定領域研究科学研究費補助金幹細胞の可塑性と未分化性維持機構〜成果発表シンポジウム〜
  • 発表場所: 学士会館
  • 年月日: 2008-02-27
• [学会発表] マウス生殖細胞形成に必須な遺伝子Prdm14の同定と機能解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 山路 剛史, ら
  • 学会等名: 第5回 幹細胞シンポジウム
  • 発表場所: 兵庫県立淡路夢舞台国際会議場
  • 年月日: 2007-05-19
• [学会発表] A Potential Hierarchy of Transcriptional Regulators for the Generation of the Germ Cell Lineage in Mice (2007)
  • 著者名/発表者名: Saitou M, et. al.
  • 学会等名: CDB Symposium 2007
  • 発表場所: (独)理化学研究所 発生・再生科学総合研究センター
  • 年月日: 2007-03-26
• [図書] Genetic and Epigenetic Control of Mammalian Germ Cell Development and Function; Epigenetic reprogramming in primordial germ cell development
  • 著者名/発表者名: Seki Y and Saitou M
  • 出版者: Research Signpost(In press)