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生殖細胞核は世代間の遺伝情報継承の場である。その中で受精から初期胚発生過程は特に大きく遺伝情報場が変化する時期であり、一連の現象が適切な場所・タイミングで起きて初めて個体発生に導かれる。一方、体細胞核移植(クローン)では、配偶子の遺伝情報場を丸ごと体細胞のものへと強引に交換する。結果、産仔率は数%と極端に低く、多くは遺伝情報場変換過程に異常を来たし発生不全に陥ると考えられる。つまり、クローン胚における核の異常を理解すれば、正常な発生に必要な遺伝情報場の変換機構を知ることにつながるはずである。本研究では、我々がこれまでに開発してきた「発生にダメージを与えない初期胚ライブセルイメージング技術」に、単一胚遺伝子発現解析や移植技術を組み合わせた新しい初期胚解析プラットフォームを構築する。それら手法を元にマウスの通常受精胚やクローン胚を比較することで、核内の様々な異常とその後の発生への影響を一つ一つ関連付けてゆくことを目的としている。最終的には、これら個々の解析結果を統合し、遺伝情報場継承機構の解明に初期胚発生という点から貢献したい。
本年度では、体細胞クローン胚の初期卵割過程を長時間イメージングし、観察された異常と個体発生能との関係について、単一胚ごとに関連付ける試みを行った。その結果、クローン胚で頻発している染色体分配異常が、クローンの低出産率の主原因であることを突き止めた(論文投稿中)。また、初期胚からES細胞が樹立されてくる約10日間の過程について、未分化マーカーであるOct4遺伝子の発現変化を詳細に捉えることに成功した。その結果、樹立過程では栄養外胚葉とともに内部細胞塊由来の細胞が大規模なアポトーシスを起こし、生き残った細胞からES細胞が樹立されてくることを明らかにした。
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