| 研究実績の概要 |
神経幹細胞は、胎生期に全ての神経細胞・グリア細胞を産み出すのみならず、成体脳でも一生に亘って新生神経細胞を産生し、脳の構築・機能維持に極めて重要な役割を果たす。神経幹細胞の形成や維持、分化開始を決定する因子として、エピゲノム修飾が注目を集めている。本研究では、研究代表者が神経幹細胞の未分化性維持に関わるエピゲノム因子として同定したBre1aの機能解析を行うことにより、神経発生において様々なエピゲノム修飾因子が織りなすネットワークを解明し、多様な神経細胞・グリア細胞からなる脳が構築される根本原理を明らかにすることを目的とした。
Bre1aノックアウトマウスの胚盤胞から、Bre1a-/-, Bre1a+/-, Bre1a+/+の遺伝子型のES細胞を作製した。また、テトラサイクリン誘導により、Bre1発現量を制御できるES細胞を作製し、細胞増殖などの基本的な性質を調べるとともに、RNA-seq法により遺伝子発現プロファイル解析を行った。その結果、Bre1a-/- ES細胞では顕著に細胞周期が延長していることが判明し、その原因としてCyclin-dependent kinaseの発現変化が考えられた。ChIP-seq法を用いてモノユビキチン化ヒストンH2Bの分布を解析したところ、発現変化する遺伝子のプロモーター領域を中心に、H2Bのモノユビキチン化が消失していることが判明した。遺伝子が発現開始する際に、Bre1aが媒介するヒストンH2Bモノユビキチン化が必須であることを示唆するデータと考えられた。さらに、CRISPR/Cas9法を用いてBre1aコンディッショナルノックアウトマウスを作製し、神経幹細胞特異的にBre1aをノックアウトした表現型を解析したところ、神経幹細胞の未分化性維持に重要な機能を有することが示唆された。
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