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本研究では、シングルセル遺伝子発現解析や先端的イメージング等の新手法を駆使し、多能性幹細胞の分化遷移過程のエピゲノムダイナミクスとその意義を追求することを目的とする。これまで得られた主要な結果としては、1）naive細胞であるマウスES細胞を高効率でprimed型幹細胞へと転換する独自の系を確立し、この過程のシングルセル解析結果から、naiveとprimedとは異なる細胞クラスターが出現すること、その一つはnaiveとprimedの中間的な形質を示す新規の多能性幹細胞であることを見出した、2）もう一つの細胞集団では、グローバルな遺伝子発現の低下が生じていること、この細胞集団においてＸ染色体不活性化に必須であるXist RNAの発現が亢進し、実際にＸ染色体不活性化が開始していることをアリル特異的発現解析等によって明らかにした、3）in vitroの系に加えて、マウス着床期の前後の胚から各種の胚体組織を単離し、RNA-Seq解析することにより、着床の前後で大規模な遺伝子発現変動が起きることを確認し、in vitro系での結果を裏付ける結果を得た、4)代表的なエピゲノム修飾であるDNAメチル化がこの時期の遺伝子発現制御に果たす役割を知るために、DNAメチル化維持型酵素であるDnmt1遺伝子に変異を持つマウス胚の解析を実施した。その結果、正常胚では着床後にゲノムDNA全体のメチル化レベルが増加するが、予想通り変異胚では低レベルのままであった。しかし、驚くべきことにトランスクリプトーム自体は正常胚ー変異胚間で大きな違いは無く、この時期の大部分の遺伝子発現制御にDNAメチル化は関与していないことが示唆された。さらに興味深いこととして、将来の胚発生に重要な役割を示す少数の遺伝子の発現が特異的に低下していることを発見し、特定の発生遺伝子制御におけるDNAメチル化の関与を示すことが出来た。
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