DNAメチル化による生殖幹細胞分化制御の、幹細胞活性を指標にした解析

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我々は、精巣幹細胞が精巣前駆細胞へ移行する際に、クロマチン構造の変化がどのようにおこるのか、また、その分子メカニズムに焦点を当て研究を行っている。本研究において、まず細胞分化との関連が指摘されているDNAメチル基転移酵素の発現と、DNA修飾とともに遺伝子発現制御と密接に関わるヒストン修飾の両面から、精巣幹細胞、前駆細胞における違いを明らかにした。精巣幹細胞において、もっとも未分化と思われる細胞集団には、DNAメチル基転移酵素の発現は認められない。分化の進行にともなってDnmt3a2が、さらに、c-Kitの発現に比例してDnmt3bが発現することが明らかとなった。Dnmt3a群の遺伝子は継続して、Dnmt3bは一過性に発現している。一方、globalなヒストン修飾の変化について観察すると、精巣幹細胞は、H3Me2K4に代表されるEuchromatin markerに富む核を特徴とし、Heterochromain markerであるH3Me2K9はほとんど認められない。一方、精巣前駆細胞においては、H3Me2K9の修飾が、核辺縁に強く認められ始めることを最大の特徴とする。H3Me3K27の修飾は、精巣幹細胞、精巣前駆細胞をとおして認められるが、Polycomb複合体を構成するPlzfの発現は、精巣幹細胞が中心であり、一部前駆細胞まで蛋白レベルでは発現が残ることが明らかとなった。現在、精巣幹細胞、精巣前駆細胞の分化増殖に関わる遺伝子の発現調節領域におけるこれらエピジェネティックな変化を、localな視点から検討している。今後、globalな視点からみたゲノム修飾の状態と、localな視点から見たゲノム修飾を比較検討しながら、精巣幹細胞、或は、精巣前駆細胞特異的なエピジェネティックな制御をそれぞれ明らかにしたい。