細胞が分化する過程において、遺伝子の発現はオンまたはオフに固定化される。このような遺伝子発現の固定化を、脳の学習のアナロジーとして見立てることが可能である。先行研究から、プロモーターに関連した非コードRNA(以下プロモーターRNA)が遺伝子発現の固定化に関与することが予想された。そこで、本研究では包括的解析技術を用いることにより先行研究を一般化し、細胞分化における遺伝子発現の学習則「プロモーターRNAを介した遺伝子発現状態の固定化」があるかを調査する。本年度はまず、分化時の定量的遺伝子発現解析を可能とするin vitro分化系の選定を行った。時系列サンプリング及び定量的PCR法を行ったところ、薬剤処理により転写因子の活性化を引き起こし、高効率にマウス胚性幹細胞から原始内胚葉へと分化誘導をする系は、分化規則の探索に必須である定量的な遺伝子発現解析に適していることがわかった。この誘導系を用いて、分化前後の包括的遺伝子発現を調査し、既知の未分化・分化マーカー及び機能未知遺伝子の発現がダイナミックに変動することを確認した。一部のマーカー遺伝子については、バイサルファイトPCR法及びメチル化DNA免疫沈降法により、そのプロモーター領域のメチル化状態の変化をとらえた。さらに、転写されたRNAを、そのセンス鎖・アンチセンス鎖を区別して増幅してプロモーターマイクロアレイにハイブリダイゼーションすることにより、分化前後のプロモーターRNA発現を包括的に解析した。
|