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私たちはこれまでに、神経分化を誘導するプロニューラル遺伝子は未分化な神経前駆細胞においては発現が振動するのに対して、分化が誘導されると持続発現するという異なる発現モードを示すことを明らかにした。この結果から異なる遺伝子発現ダイナミクスによって異なる細胞運命が誘導されることが示唆されたため、本研究では神経分化に伴うプロニューラル遺伝子およびその下流遺伝子の発現ダイナミクスを明らかにするとともに、細胞運命の決定における遺伝子発現ダイナミクスの役割を明らかにすることを目的としている。
これまでにプロニューラル遺伝子Ngn2とその下流遺伝子の発現は、神経分化に伴って様々な発現ダイナミクスを示すこと、また下流遺伝子群は様々な安定性を示すことが明らかとなり、このような多様性とその組み合わせによってニューロン分化のタイミングが制御されていることが示唆された。さらにNgn2の発現ダイナミクスの違いによって下流遺伝子の発現がどのように変化するのか明らかにするために、遺伝子発現を光誘導する系を用いてNgn2の発現を振動モードや持続発現モードで誘導し、Ngn2の標的遺伝子でありintermediate progenitorの分化マーカーであるTbr2遺伝子の発現がどのように発現誘導されるのか解析を行った。その結果、Ngn2を持続発現させると発現振動している時と比べてTbr2の発現は早期に発現誘導され、さらに早期に発現が消失することが明らかとなった。このことはNgn2が発現振動することでTbr2をゆっくりと発現誘導させ、intermediate progenitorとして維持される時間を稼いでいることが考えられた。つまり、プロニューラル遺伝子の発現モードの違いによって、下流因子群の発現のタイミングと持続時間を変化させ分化のタイミングを決定させている可能性が示唆された。
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