研究課題
卵子に体細胞核を移植することにより体細胞核が初期化（リプログラム）され、未分化な状態の胚細胞が作出される。この過程において、移植された体細胞核から胚細胞に特異的な遺伝子の発現が開始する。しかし、この転写リプログラミングに直接関与する卵及び初期胚内因子を同定する有効な実験系は確立されておらず、それに関する知見は乏しい。本研究では、DNA複製能や細胞分裂能といった転写と直接的に関与しない機能を停止した核移植胚を作製し、転写リプログラミングの解析に特化した核移植系を確立する。また、転写リプログラミング能だけを有する「転写解析特化型核移植系」を用いて、胚性遺伝子の活性化に関わる初期胚内因子の同定を目指す。転写活性を有するマウス4細胞期胚（B6D2F1マウス由来）をG2/M期に停止させる条件を発見し、G2/M期に停止したマウス4細胞期胚中にマウス胚性幹細胞（ES細胞）を導入した。ES細胞核の移植後、レシピエント胚の細胞周期に応じて、G2期様あるいはM期様の核構造へとES細胞核がリモデリングされた。また、これらリモデリングは移植後24時間以内に誘導された。さらに、筋芽細胞であるC2C12細胞（C3Hマウス由来）を移植した場合も、同様に核リモデリングが誘導されることを示した。そこで、C2C12細胞を移植した核移植胚をRNAシークエンシング解析に供試し、ゲノムワイドでの転写リプログラミングが誘導されるかを評価した。RNAシークエンシングの結果、B6、DBA2、C3Hの3系統由来の転写物を確認し、移植されたドナー細胞であるC2C12細胞から4細胞期胚特異的遺伝子の発現が認められた。
1: 当初の計画以上に進展している
平成29年度の実験においては、G2/M期に停止したマウス4細胞期胚は細胞種に関わらず核のリモデリングを誘導できることを発見した。さらに、当初の予定では平成30年度以降に実施する予定であったRNAシークエンシングの一部を実施することができた。さらにRNAシークエンシングの結果より、DNA複製や細胞分裂なしに体細胞から胚性遺伝子の活性化を誘導できることを示した。以上の結果より、期待以上の成果が得られたと考えられる。
(1) 核のリモデリングに関与する胚性因子の探索レシピエント胚の細胞周期に応じて、移植核のリモデリングが誘導されることは既に示した。平成30年度はさらにこの現象を掘り下げ、体細胞核リモデリングの際に取り込まれる胚性因子の探索や、移植核によって誘導される特徴的なエピジェネティック修飾の変化を調べる。これらのデータより核のリモデリングに関与する胚性因子とその作用機序を明らかにする。(2) RNAシークエンシングによる転写リプログラミングの詳細な解析細胞周期を停止した4細胞期胚に移植したC2C12細胞からの胚性遺伝子活性化は確認した。平成30年度は同様の実験を、細胞周期を停止していない4細胞期胚を用いて行う。これにより、DNA複製の有無が転写活性化に及ぼす影響を比較解析によって評価できる。さらに、B6、DBA2、C3Hの3系統由来の転写物を正確に分類し、体細胞核からの転写物を詳細に評価する。
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すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 備考 (2件)
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