研究課題/領域番号 |
22K06237
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研究種目 |
基盤研究(C)
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配分区分 | 基金 |
応募区分 | 一般 |
審査区分 |
小区分44020:発生生物学関連
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研究機関 | 京都大学 |
研究代表者 |
樽本 雄介 京都大学, 医生物学研究所, 助教 (70551381)
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研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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キーワード | ヒト多能性幹細胞 / 遺伝子発現制御 / 未分化性 / 多能性幹細胞 / 遺伝子発現 / CRISPRスクリーニング |
研究開始時の研究の概要 |
ヒト多能性幹細胞の未分化性(多能性)を制御する分子基盤は不明な部分が多く、この細胞を利用する基礎研究や臨床応用の発展において支障となっている。本研究では、未分化性の維持に重要な転写調節因子であるPRDM14と、独自のスクリーニングによって新たに同定した転写調節補因子の機能解析を中心におこない、これら転写調節因子がどのようにヒト多能性幹細胞の未分化性を制御しているかその分子機構を明らかにすることを目指す。本研究から得られる知見は、均一な性質をもつヒト多能性幹細胞の培養や安定な着床前胚を模倣するヒト多能性幹細胞の樹立など、この細胞の有用性をより高めることへとつながることが期待される。
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研究実績の概要 |
これまでにヒト多能性幹細胞の未分化性の維持に重要な転写調節因子Xを新たに同定し、未分化維持に重要な既知の転写因子であるPRDM14の機能的パートナーとしての役割をもつことを見出している。本研究ではより詳細な解析をおこなうため、まずヒトiPS細胞において、因子XあるいはPRDM14の改良型AID(Auxin-inducible degron)システムによる誘導分解系を組み込んだ細胞株をそれぞれ樹立した。誘導分解して6時間後の両者のクロマチン結合をChIP-qPCRで調べたところ、PRDM14分解時には因子Xのクロマチン結合がほぼ失われるのに対して、因子X分解時にはPRDM14の結合量は半分程度になっていた。これらの結果は、因子Xの結合がPRDM14に完全に依存していること、因子XがPRDM14の結合の安定化に重要であることを示唆しており、これまで因子XあるいはPRDM14のノックアウト細胞でみられた表現型の違い(発現が変化する遺伝子数や未分化マーカーの発現低下の時間)を説明すると考えられる。 マウスES細胞では、因子XではなくそのホモログYがPRDM14の機能的パートナーであると報告されており、ヒトiPS細胞とは異なる。因子XとホモログYの機能の違いを検討するため、ホモログYを過剰発現したヒトiPS細胞で因子Xを誘導分解した。その結果、因子Xの欠損で引き起こされる遺伝子発現の変化が抑制され、未分化性の喪失も起こらなくなったことから、この実験系ではホモログYが因子Xの機能を代替可能であり、両者の機能的差異は検出されなかった。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
プライム型ヒト多能性幹細胞をナイーブ型へと変換する方法を改善するために検討を重ねており、ナイーブ型細胞を用いた研究がやや遅れている。プライム型細胞を用いた研究は順調に進んでいる。
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今後の研究の推進方策 |
ナイーブ型ヒト多能性幹細胞への変換を安定的におこなえるようにし、遺伝学的、生化学的、エピジェネティックな解析手法を組み合わせてプライム型とナイーブ型ヒト多能性幹細胞それぞれでのPRDM14、因子X、ホモログYの機能を遺伝子発現制御の観点から検討していく。
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