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幹細胞は、多くの高等動物組織の発生や維持に中心的な役割を果たしており、その形成・維持機構の解明は発生学や再生医療において重要な課題の一つである。幹細胞は周りにある細胞が作り出す微小環境(ニッチ)により維持される。しかしながら、発生過程における幹細胞やニッチの形成機構については未だ不明な点が多い。本研究では、ショウジョウバエの卵巣にある生殖幹細胞とニッチをモデル系として、発生過程における幹細胞とニッチの形成機構を分子レベルで解明することを目指した。ショウジョウバエ成虫卵巣では、生殖幹細胞とその維持に必要なニッチを作るニッチ細胞が同定されている。生殖幹細胞とニッチ細胞は、胚の生殖巣中の始原生殖細胞と体細胞(SGPs)に由来し、幼虫-蛹移行期までにそれらの子孫細胞の一部から形成される。我々は、胚の生殖巣中のSGPsで発現し、これらの細胞の形成に関わる遺伝子をスクリーニングし、生殖幹細胞形成に必要な遺伝子を5個、ニッチ細胞の形成または分化に関わる候補遺伝子を3個同定した。さらに、この中の生殖幹細胞形成に関わる遺伝子の一つについて、その遺伝子領域を欠く突然変異系統を作製し、機能解析をした結果、その遺伝子は生殖巣前半部のSGPsで発現し、直下にある将来生殖幹細胞になる始原生殖細胞がシストブラストへ分化するのを抑制することにより、これらの細胞をニッチ形成時期まで未分化なまま保存し、生殖幹細胞形成を保障することが明らかとなった。これらの結果は将来幹細胞になる細胞集団(stem-cell precursor)に特異的に働きかけて、それを維持するニッチの存在を示し、従来の幹細胞研究にはない全く新たな概念を構築した。
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