| 研究領域 | 多様かつ堅牢な細胞形質を支える非ゲノム情報複製機構 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05748
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
丹羽 仁史 熊本大学, 発生医学研究所, 教授 (80253730)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| キーワード | ES細胞 / 転写因子 |
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| 研究実績の概要 |
ゲノム複製と転写因子ネットワーク活性をつなぐ分子機構の解析として、Repli ATAC-seq法の最適化を進め、EdUを用いたclick反応と、ATAC-seqを組み合わせるための条件を検討した。一方、細胞分裂と転写因子ネットワーク活性をつなぐ分子機構の解析として、これまでに同定した新規mitotic bookmarker候補遺伝子Dppa2, Dppa4について、ES細胞の自己複製における機能解析を進めた。予期せぬことに、Dppa2欠損ES細胞とDppa4欠損ES細胞は、ともに長期継代により有意なテロメア長の短縮が認められた。これに古典的テロメラーゼ構成因子であるTertの欠損を加えると、さらにテロメア短縮が起こることから、Dppa2/4はテロメラーゼ非依存性にテロメア伸長に寄与することが示唆された。そこで、テロメア反復配列のガイドRNAを用いたenChIP (engineered DNA-binding molecule-mediated ChIP)法により、野生型ES細胞におけるテロメア結合タンパク質の質量分析を行ったところ、Dppa2, Dppa4のテロメア配列への結合は検出されなかった。そこで、この現象とM期染色体へのDppa2とDppa4の結合との関連を検討するため、間期とM期におけるDppa2の結合領域の比較を行うべく、特異抗体を用いたChIP-seq (CUT&RUN)の条件検討を進めた。一方、転写因子ネットワークモデルのvalidationとして、モデルが予想した重複ノックアウトES細胞の自己複製の可否を、ノックアウトES細胞を新たに作成することにより検証した。Klf2:Esrrb二重欠損とTbx３:Esrrb二重欠損について、それぞれES細胞を作成し、これらの欠損を持つES細胞がモデルの予想通りに自己複製できることを確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
Repli ATAC-seq法の最適化は予定より時間を要したが、次年度には実施できるところまで検討を終えた。一方で、mitotic bookmarker候補として同定したDppa2, Dppa4については、これらがテロメア長維持に関与しているという、予期せぬ知見を得た。この発見は、これら因子が転写因子ネットワークの維持とは別の機能により、マウスES細胞の安定な複製に寄与している可能性を示唆しており、今後解析を継続する予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
本計画は、ES細胞における転写因子ネットワークが細胞分裂に伴いどのようにして安定に娘細胞に継承されるのかを解析することを最終目標としている。しかし、上述のように、テロメア長の維持による長期にわたるES細胞の安定な複製を維持する機構につながる発見があり、今後は上記目標に加え、この分子機構についても解析を進める予定である。
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