| 研究課題/領域番号 |
15J02111
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
谷口 純一 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-24 – 2018-03-31
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| キーワード | 人工遺伝子スイッチ / 分化誘導制御 / DNA結合分子 / 遺伝子発現制御 |
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| 研究実績の概要 |
報告者が所属するグループでは、塩基配列特異的にDNAへ結合するピロールイミダゾールポリアミド（PIP）を基盤とする遺伝子発現制御分子の開発を行っている。これまでの研究から、PIPとHDAC阻害剤のSAHAを結合させたSAHA-PIPが、ヒト線維芽細胞において発生分化に関わる遺伝子群を発現上昇させることを見出してきた。本研究ではSAHA-PIPによるヒトiPS細胞分化誘導の制御法の開発を目的とし、本年度は以下の結果を得た。
１）繊維芽細胞において心血管系の発生に重要な遺伝子を発現上昇させることがすでに分かっていたSAHA-PIP（SAHA-PIP 7）をヒトiPS細胞に処理した。遺伝子発現解析の結果、SAHA-PIP 7によって中胚葉や心血管系に関連する遺伝子群が発現上昇することがわかった。現在、心血管系細胞への分化誘導法の最適化を行っている。
２）近年の知見から、iPS細胞などの未分化な多能性幹細胞が限定された細胞種へ分化する際の遺伝子発現については、発現活性化よりもむしろ抑制のほうが重要であることが考えられた。そこで、転写因子とDNAの結合を阻害して発現抑制にはたらくシンプルなPIPを設計・合成し、評価を行った。その結果、ヒトiPS細胞において未分化維持に重要な遺伝子の発現を減少させてlineage-specificに分化を誘起するPIPの発見に成功した。現在、論文を作成中である。
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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
本年度は、PIPがヒトiPS細胞の遺伝子発現へ与える効果を調べるための実験系を確立することができた。現在、SAHA-PIPによる心血管系細胞分化については最適条件を検討中であり、これについては当初の計画よりも遅れている。しかしながら、発現上昇を狙ったSAHA-PIPだけではなく発現減少を狙ったPIPについても活性評価を行い、未分化維持に重要な遺伝子の発現を減少させて分化を引き起こすPIPの発見に成功した。ヒト多能性幹細胞の分化誘導にPIPが使われた例はこれまでに無いため、この結果は重要な知見になるだろうと考えており、本研究はおおむね順調に進展していると判断する。
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| 今後の研究の推進方策 |
既に同定したヒットPIPの詳細な作用機序解析と並行して、今後もさまざまなPIPコンジュゲートを対象として扱い、生物学的知見からPIPコンジュゲートの標的DNA配列と機能をデザイン・評価することで、より多くのヒットPIPを探索する予定である。また、複数のPIPを同時に処理したり、段階的に処理したりすることも検討する。さらに最近では次世代シーケンサ（NGS）によるPIP標的配列の評価法が確立されたため、NGS解析によるゲノムレベルでの結合評価も取り入れて研究を進めていきたい。
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