全能性幹細胞におけるレトロトランスポゾンMERVLの核内RNA機能解析

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本研究の目的は、マウスES細胞の培養中にごく稀に出現する２細胞期胚と遺伝子発現パターンが類似した２細胞期様細胞（2CLC）のエピジェネティックな特徴を解析し、多能性細胞と全能性細胞のリプログラミング機構の詳細を明らかにすることである。マウス2細胞期胚では、胚性遺伝子活性化（ZGA）に伴い一過的にMERVLと呼ばれるレトロトランスポゾンが活性化される。申請者らは、これまでにアンチセンスオリゴ（ASO）を用いた機能阻害実験により、MERVLが全能性から多能性への遺伝子発現プログラムの移行に関与し、マウス初期胚発生の進行に必須の役割を担うことを明らかにした。2CLCでもMERVLが発現することから、2CLCを全能性細胞のin vivoモデルとしてMERVLの機能解析を進めている。本研究では、多能性細胞と全能性細胞の間のエピジェネティックな転換機構を明らかにするために、ES細胞集団から、ES細胞、2CLC、ES細胞から2CLCへの移行段階にある中間細胞の３つの集団を分取するMagnetic-activated cell sorting（MACS）システムを確立した。分取したそれぞれの細胞をマウス8細胞期胚にインジェクションし、胚盤胞でのキメラ形成能を調べた結果、中間細胞と2CLCが内部細胞塊と栄養外胚葉に寄与する全能性を有することが示された。中間細胞には、MERVLを高発現した細胞が含まれていないことから、全能性の獲得はMERVLの活性化以前に起こることが示唆された。MERVLは、2CLCで発現することで、全能性から多能性への遺伝子発現プログラムの転換を促進していると考えられる。従来、全能性とされてきた2CLCは、多能性への移行過程の細胞であり、全能性の獲得はMERVLが活性化される以前の段階で完了している可能性がある。