4 細胞のマウスの胚の細胞運命を予測する Sox2 の長寿結合

科学分野:

• 発達生物学
• エピジェネティクス
• 分子生物学

背景:

• 転写因子 (TF) のDNA結合は遺伝子調節に不可欠である.
• 細胞命運の in vivo 決定における TF-DNA 相互作用のダイナミクスの理解は限られている.

研究 の 目的:

• マウスの胚発達中の単細胞におけるTF-DNA結合ダイナミクスを定量化する.
• TF-DNA結合,表遺伝的変異,細胞運命を決定する関係について調査する.

主な方法:

• 単細胞におけるTF-DNA結合を測定するために,光活性化光相関スペクトロスコーピー (FCS) を利用した.
• 結合ダイナミクスを細胞系統と子孫と相関させるため,生細胞追跡を用いる.
• TF-DNAの相互作用を調節する H3R26 メチル化の役割を調査した.

主要な成果:

• Oct4 と Sox2 の結合安定性は,プラストキストの多能細胞と胚外細胞の間で異なっています.
• 初期の胚では,Sox2はOct4よりも長寿のDNA相互作用を示す.
• Sox2の長寿命結合はブラストメアによって変化し,H3R26メチル化によって調節される.
• より安定したSox2結合を持つ芽細胞は,より多能な子孫を生み出します.
• 減少したH3R26メチレーションは,Sox2結合,標的遺伝子発現,および多能細胞数を減少させる.

結論:

• Sox2-DNA結合ダイナミクスは,哺乳類の細胞の運命を,4細胞の段階から予測します.
• 生理学的エピジェネティックの変化は,DNAサイト間のTFを動的に再分配する.
• H3R26メチレーションは,Sox2結合と多能性の維持の重要なレギュラーである.