Elucidation of the principle of cellular reprogramming in multicellular organisms

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1, 植物と動物の幹細胞化因子を入れ替えて発現させることで、それらの因子が植物と動物において共通に幹細胞化に機能するか解明することを目標に研究を進めた。薬剤処理に応答してiPS細胞誘導因子LIN28、OCT4の過剰発現が誘導されるコケ植物ヒメツリガネゴケ株について、LIN28、OCT4過剰発現による栄養成長期における表現型を観察した。また、LIN28、OCT4以外のiPS細胞誘導因子については誘導過剰発現ヒメツリガネゴケ株の作出を継続した。マウス胎仔線維芽細胞からのレトロウイルスベクターを用いたOCT4、SOX2、KLF4導入による初期化にSTEMINとCSP1を加えることの効果を樹立効率等の観点から評価した結果、明らかな効果はみられなかった。2, 植物幹細胞化因子の機能解析を行い、動物幹細胞化因子の機能との共通点・相違点を解明することを目標に研究を進めた。STEMINがヒメツリガネゴケ幹細胞化におけるクロマチン構造変換に機能するかを検証するために、ヒメツリガネゴケの野生型とSTEMIN遺伝子欠失株の茎葉体と切断葉を用いた単一細胞核RNA-seqとATAC-seqを行い、シーケンスデータの取得に成功した。また、iPS細胞誘導因子と相互作用して多能性関連トランスクリプトーム制御に機能する因子のヒメツリガネゴケオルソログ遺伝子について、さらなる多重破壊株の作出を行った。3, DNA損傷によるヒメツリガネゴケ幹細胞化のメカニズムを明らかにするとともに、動物の細胞初期化にもDNA損傷が機能するか解明する研究を進めた。ヒメツリガネゴケを用いて、DNA損傷によって発現が著しく上昇するDNA修復の鍵因子のプロモーターレポーター株の作出を継続し、実際にDNA損傷によってプロモーター活性が誘導される株を得た。また、１本鎖DNA損傷がマウスiPS細胞のある多能性マーカー遺伝子の発現を促進するという知見を得た。