2023 年度研究成果報告書

ゲノム初期化に伴う変異の抑制

研究課題

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研究課題/領域番号	21H02689
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48040:医化学関連
研究機関	国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
研究代表者	荒木良子国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学研究所, 上席研究員 (40392211)
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード	ゲノム初期化 / iPS細胞 / 点突然変異 / マイクロサテライト
研究成果の概要	これまでに、ゲノム初期化が一過性のDNA修復活性低下を伴い、多数の変異発生へ繋がることを明らかにし、その一方で変異の少ないiPS細胞が樹立可能であることを報告してきた（臍帯血赤芽球由来iPS細胞）。今回、更なるiPS細胞の変異低減化を実現する為、変異発生の機構解明を進め、同一の体細胞集団から樹立した多数のiPS細胞株の解析を通してiPS細胞に観察される変異がde novoであることを示し、更に、脱アミノ化によるC>T変異頻度の著しい上昇、DNA脱メチル化とC＞T変異の密接な関係、そして特定のレトロトランスポゾンにおける変異上昇など新たなiPS細胞ゲノム特異的変異発生機構の存在を明らかにした。
自由記述の分野	ゲノム生物学
研究成果の学術的意義や社会的意義	同一のゲノムを持つ細胞を異なる形質の細胞へと分化させるエピゲノム制御は、多細胞生物の根源的機構である。エピゲノム変動はゲノム変異を起こさないと信じられてきたが、iPS細胞や核移植ES細胞などエピゲノム状態の大規模再編により創出される多能性幹細胞ゲノムに多くの変異が検出され両者の密接な関係が示唆された。この分子機構の解明はゲノム初期化機構の理解に大きく貢献するだけではなく医学利用の観点からも極めて重要である。実際、iPS細胞の臨床利用が始まっており、将来の利用拡大も強く期待されていることから、iPS細胞及びその由来細胞の全変異の把握はもとより、ゲノム安定性の分子機構解明が喫緊の課題となっている。