マウス始原生殖細胞形成を制御する分子カスケードの解明

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本研究では、マウス始原生殖細胞の分化運命が決定される過程を制御する分子カスケードを明らかにし体細胞と生殖細胞の本質的な違いを最初に生み出す機構を解明することを目的とする。そのためこれまでに前駆細胞の時期から始原生殖細胞で特異的に発現するmil-1遺伝子を単離した。次に、この遺伝子の近傍領域にGFP遺伝子をつないだものでトランスジェニックマウスを作成し、始原生殖細胞での特異的な発現には、転写開始点から上流3kbpまでの領域が必要であることを明らかにした。これらの結果をふまえて本年度は、始原生殖細胞と胎仔生殖巣体細胞を用いて、この発現制御領域のDNAメチル化の差異をバイサルフェート法で調べ、始原生殖細胞ではほぼ完全に脱メチル化状態であるのに対して、体細胞では高メチル化状態になっていることがわかった。次にDNAのメチル化とmil-1遺伝子の発現制御との関連を明らかにするために、mil-1遺伝子を弱く発現している未分化ES細胞を、DNAを脱メチル化する作用のある5アザシチジン存在下で培養したところ、mil-1遺伝子の発現上昇と制御領域の脱メチル化が確認された。さらに発現制御領域にルシフェラーゼ遺伝子をつないだレポーターベクターをin vitroでメチル化したものと、脱メチル化状態のものをES細胞に導入し培養後にルシフェラーゼ活性を調べたところ、脱メチル化によりレポーター活性の上昇が見られた。これらの結果から、mil-1遺伝子の始原生殖細胞特的な発現制御には制御領域のDNAのメチル化が重要な役割を果たしていることが示唆された。