体細胞ゲノム再プログラム化の分子機構の解明

再プログラム化因子の候補としてクローニングしてきたNanog遺伝子はホメオドメインを有する転写因子であり、胚性幹(ES)細胞の未分化性維持に必須の役割を果たすことが報告されている。Nanog遺伝子の未分化細胞特異的発現を制御する分子機構を解析した結果、これまでに、転写開始点上流にあるOctamer/Sox配列に結合するOct4とSox2によって発現が制御されていることを明らかにした。次に、Nanog蛋白質自身の機能調節機構を解明することを目的に、翻訳後修飾に注目し解析を行った。ウエスタンブロット解析の結果、大腸菌で発現させたNanog蛋白質の分子量が、ES細胞で発現している内在性Nanogの分子量や、NIH3T3細胞で強制的に発現させた外来性Nanogの分子量と異なっていたことから、Nanogは哺乳動物細胞内で翻訳後修飾を受けている可能性が示唆された。そこで、Nanogのフォスファターゼ処理を試みたところ、NanogはES細胞内で高度にリン酸化を受けている事を明らかにした。リン酸化と細胞周期との関連を調べた結果、NanogはM期にCyclin-dependent kinase(CDK)によってリン酸化を受けていることを見い出した。さらに、リン酸化セリン残基の同定を試みたところ、N末端側に集積している9つのセリン残基のうち、4つのセリン残基(S52,S65,S71,S78)がリン酸化を受けていることを明らかにした。

再プログラム化因子の候補としてクローニングしてきたNanog遺伝子はホメオドメインを有する転写因子であり、胚性幹(ES)細胞の未分化性維持に必須の役割を果たすことが報告されている。Nanog遺伝子の未分化細胞特異的発現を制御する分子機構を解析した結果、これまでに、転写開始点上流にあるOctamer/Sox配列に結合するOct4とSox2によって発現が制御されていることを明らかにした。次に、Nanog蛋白質自身の機能調節機構を解明することを目的に、翻訳後修飾に注目し解析を行った。ウエスタンブロット解析の結果、大腸菌で発現させたNanog蛋白質の分子量が、ES細胞で発現している内在性Nanogの分子量や、NIH3T3細胞で強制的に発現させた外来性Nanogの分子量と異なっていたことから、Nanogは哺乳動物細胞内で翻訳後修飾を受けている可能性が示唆された。そこで、Nanogのフォスファターゼ処理を試みたところ、NanogはES細胞内で高度にリン酸化を受けている事を明らかにした。リン酸化と細胞周期との関連を調べた結果、NanogはM期にCyclin-dependent kinase(CDK)によってリン酸化を受けていることを見い出した。さらに、リン酸化セリン残基の同定を試みたところ、N末端側に集積している9つのセリン残基のうち、4つのセリン残基(S52,S65,S71,S78)がリン酸化を受けていることを明らかにした。