マウス生殖細胞におけるNanog遺伝子のリプログラミング機能

• 研究領域: 生殖系列の世代サイクルとエピゲノムネットワーク
• 研究課題/領域番号: 21028009
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 多田 高 京都大学, 再生医科学研究所, 准教授 (30188247)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円); 2010年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円); 2009年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
• キーワード: 遺伝子 / ゲノム / 発現制御 / 発生・分化 / バイオテクノロジー

研究概要

本研究課題は、1)Nanog遺伝子機能を欠損した生殖細胞の運命を明らかにする、2)Nanog遺伝子機能の欠損によってもたらされる分子ネットワークの異常を明らかにする、3)Nanog遺伝子の生殖細胞でのリプログラミングに関わる働きを明らかにする、事を目的とした。研究班員とトランスジェニックマウスの分与を受け、更に単一細胞cDNAライブラリー作製に関して共同研究を進めた。その結果、生殖細胞特異的なNanog機能の欠損に成功した。Nanog遺伝子機能の欠損により1)初期生殖細胞が死滅する、2)生殖細胞の死滅は細胞死(アポトーシス)による、3)Nanog下流の500個以上の遺伝子の発現が劇的に変化し生殖細胞特定的分子ネットワークが崩壊する事が明らかになった(Yamaguchi et al. (2009) in Development)。これに加えて、リプログラミング機構を解析する目的で、人工多能性幹(iPS ; induced pluripotent stem)細胞の樹立に関わるリプログラム因子とNanog遺伝子の発現を解析した(Nagata et al. (2009) in Genes Cells ; Yamaguchi et al. (2011) in Stem Cell Research)。以上の結果は、マウス胚生殖細胞に特異的な生体内遺伝子ノックダウンという世界で初めての手法を用いて、未分化性維持鍵因子Nanogの機能を明らかにした研究として注目されている。加えて、iPS細胞のエピジェノム解析の基盤作製を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Sox2 expression effects on direct reprogramming efficiency as determined by alternative somatic cell fate (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, S., Hirano, K., et al.
  • 雑誌名: Stem Cell Research 巻: 6 ページ: 177-186
  • 査読あり
• [雑誌論文] Familiarity and prudence of the Japanese public with research into induced pluripotent stem cells, and their desire for its proper regulation. (2010)
  • 著者名/発表者名: Shineha, R., Kawakami, M., et al.
  • 雑誌名: Stem Cell Reviews and Reports 巻: 6 ページ: 1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conditional knockdown of Nanog induces apoptotic cell death in mouse migrating primordial germ cells. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, S., Kurimoto, K., Yabuta, Y., Sasaki, H., Nakatsuji, N., Saitou, M., Tada, T.
  • 雑誌名: Development 136 ページ: 4011-4020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient reprogramming of human and mouse primary extra-embryonic cells to pluripotent stem cells. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nagata, S., Toyoda, M., Yamaguchi, S., Hirano, K., Makino, H., Nishino, K., Miyagawa, Y., Okita, H., Kiyokawa, N., Nakagawa, M., et al.
  • 雑誌名: Genes Cells 14 ページ: 1395-1404
  • 査読あり
• [雑誌論文] Target chromosomes of inducible deletion by a Cre/inverted loxP system in mouse embryonic stem cells. (2009)
  • 著者名/発表者名: Tada, M., Matsumura, H., Kurose, Y., Nakatsuji, N., Tada, T
  • 雑誌名: Chromosome Research 17 ページ: 443-450
  • 査読あり
• [学会発表] Sox2 expression effects on direct reprogramming efficiency as determined by alternative somatic cell fate (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, S., Hirano, K, et al.
  • 学会等名: International Symposium on Epigenome Network, Development, and Reprogramming of Germ Cells
  • 発表場所: 九州大学(福岡市)
• [学会発表] Efficient reprogramming of primary extra-embryonic cells to pluripotent stem cells (2009)
  • 著者名/発表者名: 長田翔伍、山口新平、平野邦生、多田高
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] iPS細胞・再生医療研究に関する意識調査 (2009)
  • 著者名/発表者名: 標葉隆馬、川上雅弘、川上浩司、永田素彦、多田高、加藤和人
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] マウス生殖細胞におけるNanog遺伝子のリプログラミング機能 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山口新平、栗本一基、藪田幸宏、佐々木裕之、中辻憲夫、斉藤通紀、多田高
  • 学会等名: 公開シンポジウム;第2回生殖系列の世代サイクルとエピゲノムネットワーク
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] ヒトおよびマウス胚体外組織細胞からのiPS細胞誘導 (2009)
  • 著者名/発表者名: 長田翔伍
  • 学会等名: 生殖サイクル若手研究会
  • 発表場所: 御殿場
• [学会発表] ES細胞およびiPS細胞を利用した薬理・トキコロジー研究とその将来(招待講演) (2009)
  • 著者名/発表者名: 多田高
  • 学会等名: 第36回日本トキコロジー学会学術年会、特別講演
  • 発表場所: 盛岡
• [図書] 最新医学社 増刊号 64巻802号:リプログラミングの未来と過去、「幹細胞研究の最近の進歩」(須田年生 監修) (2009)
  • 著者名/発表者名: 多田高
  • 出版者: 最新医学社
• [図書] メディカルバイオ 6巻5号:細胞融合と「核のリプログラミング」、「細胞核の初期化メカニズム 多能性・全能性獲得のナゾに迫る」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 多田高
  • 出版者: オーム社
• [図書] 実験医学 増刊号 27巻17号:幹細胞と細胞核構造、「細胞核-遺伝情報制御と疾患」(平岡泰・原田昌彦・木村宏・田代聡 編集) (2009)
  • 著者名/発表者名: 多田高
  • 出版者: 羊土社
• [図書] Nuclear Reprogramming and Stem Cell
  • 著者名/発表者名: Hirano K., Tada T.
  • 出版者: Springer (USA)(in press)
• [備考]
  • URL: http://www.frontier.kyoto-u.ac.jp/es03/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.frontier.kyoto-u.ac.jp/es03/index.html