始原生殖細胞の分化運命決定を制御する遺伝子ネットワーク

2010 年度 自己評価報告書

• 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: 20062001
• 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: 東北大学
• 研究代表者: 松居 靖久 東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (40241575)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• キーワード: 始原生殖細胞 / エピジェネティクス / 遺伝子改変マウス / ES細胞 / siRNA / DNAメチル化 / 転写制御 / Vasa

研究概要

生殖細胞は個体発生能を発揮できる唯一の細胞で、こういった性質を支える分子基盤を解明することは、基礎生物学的な大きな興味であるとともに、医学、農学等の様々な分野での応用の可能性を拓く。生殖細胞の特性を理解する上でもっとも重要なアプローチの一つとして、この細胞が胚発生過程の初期段階で体細胞と分岐して分化運命の決定を受け、さらに配偶子に向かって分化するメカニズムが挙げられる。始原生殖細胞(PGC)形成には従来同定されている分子に加えて、様々な分子カスケードが同時に作用することが予想され、PGCの形成・分化を制御する分子機構の全体像を解明するためには、多角的な戦略による制御分子の同定が必要である。そこで、以下の3つの研究を計画した。(1)ES細胞を用いたsiRNAライブラリースクリーニングにより、機能阻害によりPGCへの分化が誘導される遺伝子を同定する。さらにES細胞及びiPS細胞のin vitro PGC分化培養系から、各分化段階の特徴を示すPGC株を樹立し、それらの細胞特性の分子的解明を行う。(2)PGCの分化決定時に発現が誘導される遺伝子を、ディファレンシャル・ハイブリダイゼーションによりスクリーニングし、遺伝子改変マウスを作成して機能解析を行う。(3)形成期からPGCで特異的に発現するmil-1を含む、いくつかのPGC特異的な遺伝子の発現制御領域には200bpほどの保存配列が存在することに着目し、この領域のDNAの脱メチル化が特異的な発現誘導に関わる可能性を明らかにする。

研究成果

• [雑誌論文] Induction of germ cell marker genes during differentiation of mouse induced pluripotent stem cells derived from adult hepatocytes. (2010)
  • 著者名/発表者名: Imamura, M., Aoi, T., Tokumasu, A., Mise, N., Abe, K., Yamanaka, S., Noce, T.
  • 雑誌名: Mol.Reprod.Dev. 77 ページ: 802-811
• [雑誌論文] Primordial germ cells contain subpopulations that have greater ability to develop into pluripotential stem cells. (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsui, Y., Tokitake, Y.
  • 雑誌名: Dev.Growth Differ 51 ページ: 657-667
• [雑誌論文] Heterogeneity of mouse primordial germ cells reflecting the distinct status of their differentiation, proliferation and apoptosis can be classified by the expression of cell surface proteins integrin a6 and c-Kit. (2009)
  • 著者名/発表者名: Morita-Fujimura, Y., Tokitake, Y., Matsui, Y.
  • 雑誌名: Dev.Growth Differ. 51 ページ: 567-584
• [雑誌論文] Epigenetic events in mammalian germ cell development : reprogramming and beyond. (2008)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, H., Matsui, Y.
  • 雑誌名: Nature Rev.Genet. 9 ページ: 129-140
• [雑誌論文] Requirement of Oct3/4 for germ cell specification. (2008)
  • 著者名/発表者名: Okamura, D., Tokitake, Y., Niwa, H., Matsui, Y.
  • 雑誌名: Dev.Biol. 317 ページ: 576-584
• [学会発表] DNA demethylation regulates primordial germ cell-specific gene expression in mouse. (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Mochizuki, Y.Matsui.
  • 学会等名: 2010 Cold Spring Harbor Asia Conference 'Epigenetics, Chromatin & Transcription'.
  • 発表場所: Dushu Lake, China
  • 年月日: 20100517-20100521
• [学会発表] マウス始原生殖細胞の分化運命決定を制御する分子メカニズム (2010)
  • 著者名/発表者名: 松居靖久
  • 学会等名: 第51回日本哺乳動物卵子学会、シンポジウム「生殖巣内細胞の性質とその応用」
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2010-05-29
• [学会発表] マウスES細胞とiPS細胞からの生殖細胞の造成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 野瀬俊明
  • 学会等名: 日本生殖再生医学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-02-21
• [学会発表] Primordial germ cells contain subpopulations that have greater ability to develop into pluripotential stem cells. (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsui, Y.Tokitake.
  • 学会等名: XXXVI International Congress of Physiological Sciences.
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20090727-20090801
• [学会発表] Epigenetic control of primordial germ cell-specific gene expression. (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsui.
  • 学会等名: XX North American testis Workshop 'Testicular function : Levels of Regulation'
  • 発表場所: Philadelphia, USA
  • 年月日: 20090401-20090404