始原生殖細胞の潜在的多能性を司る基盤転写因子ネットワークの解明

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25650065
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 栗本 一基 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (20415152)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: OCT4 / ChIP-seq / 始原生殖細胞

研究実績の概要

生殖細胞系列は次世代に遺伝情報を伝達し、生命の連続を保証する唯一の細胞種である。このため、生殖細胞の発生にはゲノムの正確な複製や、減数分裂による多様化とともに、全個体を完全に発生させる能力の獲得が含まれる。興味深いことに始原生殖細胞を、一定の条件下で培養するとES細胞やiPS細胞と同等の多能性幹細胞に分化し、また生体内においては奇形腫や胚性期癌の起源であるため、潜在的に多能性を有しているといえる。また始原生殖細胞は多能性幹細胞の基盤転写因子群を高レベルで発現しており、その核内基盤は多能性幹細胞に近いのではないかと考えられてきた。しかしながら、生殖細胞がその多能性を顕在化させずに「受精とその後の発生」という単一の能力を成熟させていく機構はほとんどわかっていない。これは、始原生殖細胞を生化学的・分子生物学的解析の対象とすることがこれまで技術的に困難であったことに起因している。研究代表者らは近年、10^4程度からの少数細胞におけるタグ付き転写因子の結合部位を決定する手法を開発し、始原生殖細胞およびその試験管内モデルを始めとした、生体内の特定の細胞種またはその試験管愛再構成系を形成する核内基盤の解析が現実的になった。本研究はこの基盤技術をさらに展開し、始原生殖細胞様細胞誘導系における多能性転写因子の、タグを介さない転写因子のクロマチン免疫沈降への応用を検討した。その結果、始原生殖細胞様細胞において、OCT4の結合パターンが多能性幹細胞とは異なり、潜在的多能性に特有の転写ネットワークを形成する可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Persistent Requirement and Alteration of the Key Targets of PRDM1 During Primordial Germ Cell Development in Mice (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamashiro, C., Hirota, T., Kurimoto, K., Nakamura, T., Yabuta, Y., Nagaoka, S., Ohta, H., Yamamoto, T., & Saitou, M.
  • 雑誌名: Biol Reprod 巻: 94 ページ: 7
  • DOI: 10.1095/biolreprod.115.133256
  • 査読あり
• [雑誌論文] Robust In Vitro Induction of Human Germ Cell Fate from Pluripotent Stem Cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, K., Yokobayash, S., Nakamura, T., Okamoto, I., Yabuta, Y., Kurimoto, K., Ohta, H., Moritoki, Y., Iwatani, C., Tsuchiya, H., Nakamura, S., Sekiguchi, K., Sakuma, T., Yamamoto, T., Mori, T., Woltjen, K., Nakagawa, M., Yamamoto, T., Takahashi, K., Yamanaka, S., Saitou, M.
  • 雑誌名: Cell Stem Cell 巻: 17 ページ: 178-94
  • DOI: 10.1016/j.stem.2015.06.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism and Reconstitution In Vitro of Germ Cell Development in Mammals (2015)
  • 著者名/発表者名: Kurimoto, K., Saitou, M.
  • 雑誌名: Cold Spring Harb Symp Quant Biol 巻: LXXX ページ: 1-7
  • DOI: 10.1101/sqb.2015.80.027425
• [雑誌論文] 始原生殖細胞の試験管内再構成系とその応用：エピゲノムイリプログラミング機構の解明に向けて (2015)
  • 著者名/発表者名: 栗本一基, 斎藤通紀
  • 雑誌名: 日本生殖内分泌学会雑誌 巻: 20 ページ: 7-13
• [学会発表] 単一細胞遺伝子発現解析によるマウス始原生殖細胞の発生機構の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 栗本一基, 薮田幸宏, 斎藤通紀
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] Quantitative Dynamics of Chromatin-State Reprogramming of Mouse Germ Cell Specification Pathway In Vitro (2015)
  • 著者名/発表者名: Kurimoto, K
  • 学会等名: Gordon Research Conference, Germinal Stem Cell Biology
  • 発表場所: The Chinese University of Hong Kong
  • 年月日: 2015-06-03
  • 国際学会 / 招待講演