プラリポテンシーへの再プログラムには,AID依存のDNA脱メチル化が必要です
Nidhi Bhutani1, Jennifer J Brady, Mara Damian
1Baxter Laboratory for Stem Cell Biology, Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine, Department of Microbiology and Immunology, Stanford University School of Medicine, Stanford, California 94305-5175, USA.
アクティベーション誘発型シチジンデアミナーゼ (AID) は,DNA複製なしに鍵となる多能性遺伝子を脱メチル化することによって,ヒト体細胞を誘発性多能性幹細胞 (iPS) に迅速かつ効率的に再プログラムします.
科学分野:
- 細胞生物学 細胞生物学
- 遺伝学 遺伝学とは
- エピジェネティクス エピジェネティクス
背景:
- 誘発性多能幹細胞 (iPS) 生成は再生医療にとって極めて重要ですが,速度,効率,DNA脱メチル化という課題に直面しています.
- 患者特有の幹細胞を生成するための現在の方法は,遅い,非効率的で,表遺伝的障壁によって妨げられています.
研究 の 目的:
- 多能性への迅速かつ効率的な核再プログラミングの基礎となる規制メカニズムを調査する.
- ソマティック細胞の再プログラムにおけるDNA脱メチル化ボトルネックを克服するために不可欠な要因を特定する.
主な方法:
- ネズミの胚性幹細胞 (ES) とヒトの線維芽細胞を融合させ,種間ヘテロカリオンを生成した.
- 再プログラムにおける特定の遺伝子の役割を評価するために,短い干渉RNA (siRNA) 媒介のノックダウンを使用した.
- 活性化誘発型シチジンデアミナーゼ (AID) がクロマチンの免疫降流を用いて遺伝子プロモーターに結合することを分析した.
主要な成果:
- 異種間ヘテロカリオンは,細胞分裂やDNA複製なしに,同期的で迅速 (1日),効率的な (70%) 再プログラムが可能になりました.
- アクティベーション誘発型シチジンデアミナーゼ (AID) は,プロモーター脱メチル化およびOCT4およびNANOG遺伝子発現の誘導に不可欠であると特定されました.
- AIDタンパク質は,繊維芽細胞の甲基化されたOCT4およびNANOGプロモーターに結合し,その脱甲基化を促進することが観察されました.
結論:
- 哺乳類のAIDは,核再プログラム中の活性DNA脱メチル化において重要な役割を果たします.
- AIDは,ヒト体細胞におけるプラリポテンシー誘導の開始に必要であり,より迅速かつ効率的な再プログラミング戦略を提供します.
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