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全能性を有する細胞はいくつかの特徴をもつが、これらがどのように獲得、維持されているのかについてはほとんどわかっていない。発生の最も早い段階ではどのような核内変化が起きているのか、2細胞期胚 (2C)特異的な核内構造を調べることで、全能性細胞の分化能制御に関わるゲノム領域、ゲノム構造がみつかるのではないかと考えた。
解析対象には、全能性細胞モデルとしてマウス2C、胚体系列細胞モデルとしてマウスES細胞 (ES)、胚体外系列細胞モデルとしてマウスTS細胞 (TS)をそれぞれ用い、3者間でどのような核内ゲノム構造の変化が起きているのか、in situ Hi-C法によるゲノムワイドな解析を行った。in situ Hi-C法により得られた配列情報を2C特異的あるいはES/TS特異的など、3者間で比較したところ、ES-TS間においてTopologically associating domain (TAD)がよく保存されていることが示された。一方、2Cははっきりとしたドメイン構造がみとめられないものの、X染色体を中心に、2Cで転写活性の高い反復配列同士が集合した染色体内高次構造を形成している可能性が示唆された。また、2Cでは分化の進んだ細胞種に比べて染色体間のインタラクションが多く、なかでもリボソームDNA (rDNA) を基点とした高次構造体を形成している可能性が示唆された。ES、TS細胞に加えて、すでに公開されているあらゆる細胞種のHi-Cデータを再解析したところ、染色体間インタラクションは細胞の分化レベルに応じて減少していることが示された。これらのことから、2Cでは反復配列が互いに集合した転写活性化構造体を形成、あるいはrDNA領域との染色体間インタラクションを形成することで転写活性化を促し、全能性に特徴的な発現プロファイルを確立しているのではないかと考えられた。
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