ゲノムリプログラミングにおける体細胞核のダイナミクス

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リプログラミングは特定の機能を果たすべく特殊化した体細胞が、無限自己複製能と多分化能をもつ多能性幹細胞に変化する現象である。体細胞核の核移植によるクローン動物の誕生や核移植胚盤胞からの胚性幹(ES)細胞の樹立がリプログラミングの方法として知られている。我々は、体細胞とES細胞の細胞融合により体細胞核がES細胞核様にリプログラミングされることを独自に発見した。これまでの我々の研究から、リプログラミングは核DNAの遺伝情報には影響を与えず、DNAやクロマチン、クロマチンの高次構造といったエピジェネティクスを、ゲノム全体に渡って大がかりに書き換えることにより引き起こされる分子機構モデルを提唱している。細胞融合実験系では、リプログラミングされた体細胞核を大量に回収することが可能であり、リプログラムされた核のエピジェネティクスの状態を解析することが可能である。本研究課題ではヒストンの置換とリプログラミングの関係を、核移植や細胞融合の実験系を用いて明らかにする事を目的にしてきた。クロマチンはヒストンH2A, H2B, H3,H4のオクタマーにDNAが巻き付いたDNA-蛋白質複合体構造である。ヒストンH3とH4は細胞周期依存的に置き換えられるのに対して、ヒストンH2AとH2Bは細胞周期非依存的に短時間に置き換わることが知られている。我々は、H2Bが蛍光遺伝子GFPで標識されたH2B-GFP融合蛋白質を発現するトランスジェニックES細胞とトランスジェニックマウス(ヘテロおよびホモ)の作製に成功した。また、再プログラム化クロマチンをもつ細胞の薬剤または蛍光色素による選択を目的に、Nanog遺伝子発現制御領域下にピューロマイシン薬剤耐性遺伝子やGFP遺伝子を発現するトランスジェニックマウスの作製に成功した。現在これらのツールを用いて、再プログラム化体細胞クロマチンの解析を進めている。