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2020年6月18日

広島大学
理化学研究所

哺乳類細胞における突発的遺伝子発現動態を網羅的に決定!!

-iPS細胞の精密な分化誘導法確立に繋がる可能性-

広島大学大学院統合生命科学研究科、ゲノム編集イノベーションセンターの落合 博講師、山本卓教授、理化学研究所生命機能科学研究センター(BDR)の二階堂愛チームリーダー、東京工業大学の木村宏教授、九州大学の大川恭行教授、国立国際医療研究センター研究所動物実験施設の岡村匡史室長らのグループは、マウス胚性幹細胞(マウスES細胞)における突発的遺伝子発現動態を網羅的に決定しました。

細胞は、数万ある遺伝子の情報をRNAへと「転写」し、RNAからタンパク質が合成され、生命活動を維持しています。この一連の流れを「遺伝子発現」と呼び、遺伝子の発現量は主に転写時に制御されています。多くの発現遺伝子は、常に一定の速度で転写されている訳ではなく、速い速度で転写される状態と、ほとんど転写されない状態が確率的に切り替わっていることが知られていました。これは「突発的遺伝子発現」または「転写バースト」と呼ばれ、同一環境中にいる、同一のゲノムDNAを有する細胞間で遺伝子発現量の多様性を生む要因の一つであることが知られています。しかし、哺乳類細胞における突発的遺伝子発現がどのように調節されているかは不明でした。本研究では、マウスES細胞における突発的遺伝子発現の動態を網羅的に解明するために、1細胞レベルの遺伝子発現解析を行い、転写伸長因子などが突発的遺伝子発現動態を制御することを明らかにしました。さらに、網羅的遺伝子破壊解析によって、Akt/MAPKシグナル伝達経路が転写伸長効率を調節することによって突発的遺伝子発現動態を調節することを明らかにしました。これらの結果は、哺乳類細胞における突発的遺伝子発現と細胞間遺伝子発現量多様性の根底にある分子機構を明らかにし、突発的遺伝子発現に由来する細胞間遺伝子発現量多様性を制御する技術の確立が期待されます。これにより、iPS細胞等の多能性幹細胞から特定細胞種への効率的な分化誘導法の確立へと繋がる可能性があり、再生医療への応用が期待されます。

詳細は広島大学のホームページをご覧ください。

報道担当

理化学研究所 広報室 報道担当
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