Nanogのアレル調節による基底状態の多能性の制御
Yusuke Miyanari1, Maria-Elena Torres-Padilla
1Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, CNRS/INSERM U964, Université de Strasbourg, F-67404 Illkirch, Cité Universitaire de Strasbourg, France.
ナノグ遺伝子は,初期の胚の1つの染色体からのみ発現し,完全な多能性のために両方の染色体に切り替わります. このアレル調節は,哺乳類の胚の適切な発達と再プログラムに不可欠である.
科学分野:
- 発達生物学 発達生物学とは
- エピジェネティクス エピジェネティクス
- 幹細胞生物学 幹細胞生物学
背景:
- 多能性の確立には,ナノグやOct4.4のような重要な遺伝子のゲノム全体の再プログラムと活性化が含まれます.
- 哺乳類の植入前の発達過程でナノグとOct4の発現をインビボで調節するメカニズムは不明である.
研究 の 目的:
- 哺乳類の発達初期におけるNanogとOct4のインビボアレル発現パターンを調査する.
- プラリポテンスの確立におけるナノゲルアレル発現の規制メカニズムと機能的意義を解明する.
主な方法:
- 植入前の胚および胚性幹細胞におけるナノグおよびOct4アレル発現の分析.
- ナノグのレポーター細胞の生細胞画像化により,アレル交換を観察する.
- FGF/ERKシグナル伝達とクロマチンの改変を含む規制経路の調査.
- 開発上の欠陥に対するナノ・ヘテロジゴス芽細胞の評価.
主要な成果:
- ナノグは,初期の胚においてモノアレル発現を示し,ナイヴ多能性への移行時にバイアレル発現に切り替わります.
- 胚性幹細胞はLIF/血清ではモノアレルナノグ発現を示しているが,2i条件ではバイアレル発現を示している.
- Nanogのアレル発現はFGF/ERKシグナル伝達によって調節され,DNAメチル化とは無関係な染色体変化を含む.
- ナノゲート・ヘテロジゴート・ブラストシストは,細胞内質量の発達障害と原始性内皮形成の遅延を示している.
結論:
- Nanogのアレル発現は,哺乳類の発達中に多能性因子の投与量を制御する重要な調節メカニズムです.
- 染色体レベルでのナノグ用量の厳密な調節は,基底状態の多能性を獲得するために不可欠です.
- この研究は,再プログラムと多能性を in vivo 制御するアレル発現の予期せぬ役割を明らかにしています.
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