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細胞の不死化は、原癌遺伝子の活性化や癌抑制遺伝子の不活性化などの遺伝子異常によりもたらされる。胚性幹細胞(ES細胞)は様々な細胞へと分化できる多能性を維持したまま、無限に増殖する。またES細胞を生体に移植すると三胚葉系の様々な組織を含む奇形腫を形成する。遺伝子異常を持たないES細胞がなぜ不死であり腫瘍形成能を持つのかはほとんどわかっていない。これまで、ホメオボックス転写因子Nanogが分化多能性の維持に必須であることも見いだした。Nanog欠損ES細胞は分化多能性を失っているが依然不死であったことから、ES細胞の多能性と不死性は独立した機構によりもたらされていると考えられた。さらにES細胞はRas蛋白質ファミリーの新しいメンバーであるERasを特異的に発現していることを見いだした。ERasは最初から悪性変異型Rasに相当するアミノ酸を有しており、実際に大部分がGTP結合型として存在している。本研究の目的は、ES細胞における不死性におけるERasやその他の因子の役割を解析することである。
1.ES細胞の樹立におけるERasの役割 ERasはブラストシストを含む初期胚では発現せず、ES細胞でのみ発現している。本年度は内部細胞塊からES細胞樹立時にERasの発現がオンになる分子機構を解析した。ES細胞特異的な発現に必要なシスエレメントに結合する転写調節因子の探索を行った。その結果、E-Box結合蛋白質を候補として同定した。
2.ERasのエフェクター解析 ERasはPI3キナーゼを特異的に活性化するが、PI3キナーゼは分化多能性の必須因子Nanogの発現を活性化していることがわかった。PI3キナーゼを抑制するとNanogの転写を活性化す転写因子の結合が抑制された。
3.ERasの膜局在機構の解明 ERasの膜局在は、その活性に必須であることを明らかとした。
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