マウス受精過程における分化全能性獲得の分子機構に関する研究

卵細胞は配偶子形成という分化の過程を経て最終分化した生殖細胞であるにも関わらず、受精を契機に起こる『ゲノムリプログラミング』により脱分化して再び全能性を獲得するという特殊な性質を有している。本研究ではこのゲノムリプログラミング機構の解明を目的とし、そのために卵細胞と同様、分化した状態にある線維芽細胞に人為的に胚性幹細胞様の性質を誘導したiPS細胞に着目してその作製に重要な因子の受精卵における機能解析をおこなったが、ゲノムリプログラミング機構の解明につながる結果を得る事はできなかった。そこで新たな候補遺伝子を探索するため、卵に蓄積されている母性因子に着目した。マウスの卵は成長を終えると転写を停止し、この停止状態が受精後数時間経過するまで維持されている。そのため、この間に起こる卵成熟や受精、最初期の胚発生は卵に安定的に蓄積された母性mRNAを鋳型として適宜翻訳を行う事で行われていることが知られている。このことから、受精直後に起こる現象であるゲノムリプログラミングを担う因子は受精前から卵内に蓄積されている可能性が考えられる。そこで成熟卵及び一細胞期胚におけるトランスクリプトーム解析及び組織を用いた発現解析の結果、2つの候補遺伝子を得た。興味深い事にこれらの遺伝子は同じ遺伝子ファミリーに属して非常に良く似た塩基配列を持っており、卵形成期においてこれらの遺伝子ファミリーに属する遺伝子の発現を抑制した結果、卵の成熟が抑制され、また受精後の正常な初期胚発生が阻害される事が明らかとなった。本研究の結果、受精前の卵に蓄積されている母性mRNAの中からゲノムリプログラミングに関わる可能性を持った遺伝子を同定することができた。今後、この遺伝子ファミリーに属する遺伝子の詳細な機能解析と発現制御機構の解明を行う事で、これまで未知であったゲノムリプログラミング機構解明への端緒となる事が期待される。

卵細胞は配偶子形成という分化の過程を経て最終分化した生殖細胞であるにも関わらず、受精を契機に起こる『ゲノムリプログラミング』により脱分化して再び全能性を獲得するという特殊な性質を有している。本研究ではこのゲノムリプログラミング機構の解明を目的とし、そのために卵細胞と同様、分化した状態にある線維芽細胞に人為的に胚性幹細胞様の性質を誘導したiPS細胞に着目してその作製に重要な因子の受精卵における機能解析をおこなったが、ゲノムリプログラミング機構の解明につながる結果を得る事はできなかった。そこで新たな候補遺伝子を探索するため、卵に蓄積されている母性因子に着目した。マウスの卵は成長を終えると転写を停止し、この停止状態が受精後数時間経過するまで維持されている。そのため、この間に起こる卵成熟や受精、最初期の胚発生は卵に安定的に蓄積された母性mRNAを鋳型として適宜翻訳を行う事で行われていることが知られている。このことから、受精直後に起こる現象であるゲノムリプログラミングを担う因子は受精前から卵内に蓄積されている可能性が考えられる。そこで成熟卵及び一細胞期胚におけるトランスクリプトーム解析及び組織を用いた発現解析の結果、2つの候補遺伝子を得た。興味深い事にこれらの遺伝子は同じ遺伝子ファミリーに属して非常に良く似た塩基配列を持っており、卵形成期においてこれらの遺伝子ファミリーに属する遺伝子の発現を抑制した結果、卵の成熟が抑制され、また受精後の正常な初期胚発生が阻害される事が明らかとなった。本研究の結果、受精前の卵に蓄積されている母性mRNAの中からゲノムリプログラミングに関わる可能性を持った遺伝子を同定することができた。今後、この遺伝子ファミリーに属する遺伝子の詳細な機能解析と発現制御機構の解明を行う事で、これまで未知であったゲノムリプログラミング機構解明への端緒となる事が期待される。