順遺伝学で同定した新規遺伝子によるマウス・ヒトにおける神経分化制御機構の解明

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申請者は、変異に伴いマウスES細胞の分化に異常をきたす機能未知のzinc finger protein（Zfp）遺伝子を同定し、その機能解析を進めてきた。その過程で、本Zfp遺伝子は特に神経分化に重要な機能を果たしていることがわかった。令和４年度は特に１細胞RNA-seqの情報解析に注力した。野生型マウスES細胞および本Zfp遺伝子の変異ES細胞の神経分化誘導前、神経分化後7日目、神経分化後14日目（合計６サンプル）の経時的な1細胞RNA-seq解析の結果から、本Zfp遺伝子の変異ES細胞では胎盤方向へ分化する細胞集団が存在することを突き止めた。現在、さらにtrajectory解析を行うことによって、野生型には存在しない遺伝子制御ネットワークを同定することを試みている。また令和４年度は、これまでのマウスES細胞での結果を踏まえて、ヒトiPS細胞における本Zfp遺伝子の機能を調べることを目的として、本Zfp遺伝子のヒトのホモログであるZNF遺伝子を破壊した株を、ゲノム編集技術を用いて作製することを試みた。しかしながら、ZNF遺伝子をCRISPR/Cas9システムのgRNAで切断しただけで細胞の形態が分化細胞様に変化し、破壊すると未分化性が高まるマウスの本Zfp遺伝子とは正反対の表現型を示しており、現時点ではまだヒトのZNF遺伝子の破壊株は獲得できていない。このことから本Zfp遺伝子の機能は、マウスとヒトでは異なる可能性が示唆されるので、今後はヒトiPS細胞については、conditional knock out株の作製に方針転換することなどを検討していく予定である。