2021 年度研究成果報告書

シングルセル技術を用いた哺乳類多能性細胞の分化遷移過程とそのエピゲノム制御の解析

研究課題

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研究課題/領域番号	18H02424
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
審査区分	小区分43050:ゲノム生物学関連
研究機関	国立研究開発法人理化学研究所
研究代表者	阿部訓也国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, チームリーダー (40240915)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	細胞分化 / 分化遷移 / 多能性幹細胞 / Ｘ染色体不活性化 / シングルセル解析
研究成果の概要	naive型からprimed型多能性幹細胞への転換過程をシングルセルRNA-Seqによって解析した結果、ES細胞とEpiSC以外の性質を示す細胞亜集団を同定した。偽時間推定により各クラスターの出現時期を推定するとともに、発現特異性の高い遺伝子群を抽出し、関与するバスウェイを同定した。新規に見出されたクラスターの一つは、EpiSCとよく類似した形態を持つが、異なる発現プロファイルを有するため、新規の多能性幹細胞であることが示唆された。またもう一つのクラスターでは興味深いことにゲノムワイドな遺伝子発現低下現象が認められ、このクラスターにおいて不活性X染色体を持つ細胞が出現することが明らかとなった。
自由記述の分野	発生遺伝学、幹細胞学、ゲノム科学
研究成果の学術的意義や社会的意義	細胞分化の進行を考える時、1）時間の経過と伴に徐々に、しかし確実に細胞形質が漸進的に変化する場合と、(2)ある定常状態から異なる定常状態へ遷移する場合などが想定されるが、本研究では、遷移現象を解析するための再現性の高い実験系が確立したことに意義があると考える。さらにこの系を用いて、新規の多能性幹細胞やグローバルな遺伝子発現低下を起こす細胞集団の発見、そしてＸ染色体不活性化に代表されるエピゲノム変動との関連を追及するための材料を提案したことについても、今後の広範な展開に繋がる学術的な意義があると考える。