初期胚における未分化制御因子の同定および体細胞核リプログラミング機構の解明

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細胞の未分化状態の維持あるいは分化制御に関与する因子を同定するため,マウス着床前胚に由来するESTライブラリより細胞間相互作用に関与すると予想される遺伝子を抽出し,RNAiによる機能的スクリーニングを行った.各々に対するsiRNAをマウス受精卵ヘマイクロインジェクションした結果,着床前胚の発生を有意に抑制するものとしてBysl(bystin-like)を含む5遺伝子を同定した.Byslは当初,ヒト栄養外胚葉細胞特異的な細胞接着に関与する細胞質因子として同定された.しかし,その後多くの生物種で高度に保存されていることがわかり,特に出芽酵母のホモログであるENP1は40Sリボソームサブユニットの生合成に関与することが報告された.そこで,まず胚盤胞発生過程におけるByslの役割について検討した.Bysl siRNAの導入胚を詳細に解析したところ,胚盤胞形成直前の16細胞期桑実胚で増殖が停止していることがわかった.また,栄養外胚葉分化マーカーの発現をRT-PCR及び免疫染色により検討したところ,サイトケラチンEndoA及びCdx2の発現がタンパク質レベルで顕著に減少していた.次に,内部細胞塊に由来する細胞株であるES細胞にshRNA発現ベクターを導入したところ,その増殖が著しく阻害されることがわかった.細胞内局在を調べるため,Venusとの融合タンパク質を作製し発現させたところ,Byslは核内に存在し,特に核小体に強い局在が認められた.さらに,Bysl shRNAを導入したES細胞では40Sサブユニットの構成要素である18S rRNAの合成が著しく阻害されていた.次に,蔗糖密度勾配遠心法により細胞質中のリボソームを解析したところ,40Sサブユニットの生成が著しく減少し,60Sサブユニットの蓄積及びポリソームの減少が認められた.また,透過型電子顕微鏡による解析の結果,Bysl siRNA導入胚においてもリボソーム生合成に異常を来していることが明らかになった.以上のように当初の報告とは異なり,Byslは40Sリボソームの生合成に必須の因子であり,胚盤胞発生において不可欠な役割を担っていることが示された.