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特定研究の準備状況として、胚性幹(ES ; Embryonic Stem)細胞は細胞自身が多分化能や自己複製能をもつばかりでなく、体細胞の後生的修飾(EPG;エピジェネティクス)をES細胞様に書き換える、再プログラム化能をもつ事を細胞融合実験から明らかにした。本年度は、1)再プログラム化された体細胞核の分化能および2)再プログラム化の分子機構を明らかにする目的で研究を行った。
1)体細胞核とES細胞核からの転写産物を区別する目的で、マウス亜種間での融合細胞を作製した。この融合細胞を体内または培養条件下で分化誘導し、体細胞核およびES細胞核からの遺伝子発現を解析した。その結果、ES細胞核と同様に、体細胞核からも分化組織特異的な遺伝子発現が観察され、その発現は元になった体細胞の種類に影響されず、分化した内・中・外胚葉組織に特異的であった。細胞分化に伴い、再プログラム化体細胞核はES細胞核と同様に機能できることが明らかになった。
2)再プログラム化機構を探る目的で、ES細胞との細胞融合前後でのヒストンテール修飾の変化を追跡した。その結果、多分化能獲得に伴いヒストンH3およびH4のアセチル化の亢進、ヒストンH3-K4のメチル化の亢進が観察された。このことは、全体的に体細胞ではきついクロマチン構造が再プログラム化に伴い緩いクロマチン構造に変化したことを示している。我々は、再プログラム化の第1段階として体細胞のEPG記憶の消去(緩いクロマチンの構成)、続く多能性幹細胞特異的なEPG記憶の確立というモデルを提唱している。特に、消去の機構を明らかにする目的で次年度も研究を続ける予定である。
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