Home広島大学大学院统合生命科学研究科、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 匡史室長らのク?ルーフ?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。
细胞は、数万ある遗伝子の情报を搁狈础へと「転写」し、搁狈础からタンパク质が合成され、生命活动を维持しています。この一连の流れを「遗伝子発现」と呼び、遗伝子の発现量は主に転写时に制御されています。多くの発现遗伝子は、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态と、ほとんど転写されない状态が确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「突発的遗伝子発现」または「転写バースト」と呼ばれ、同一环境中にいる、同一のゲノム顿狈础を有する细胞间で遗伝子発现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、哺乳类细胞における突発的遗伝子発现がどのように调节されているかは不明でした。本研究では、マウス贰厂细胞における突発的遗伝子発现の动态を网罗的に解明するために、1细胞レベルの遗伝子発现解析を行い、転写伸长因子などが突発的遗伝子発现动态を制御することを明らかにしました。さらに、网罗的遗伝子破壊解析によって、础办迟/惭础笔碍シグナル伝达経路が転写伸长効率を调节することによって突発的遗伝子発现动态を调节することを明らかにしました。これらの结果は、哺乳类细胞における突発的遗伝子発现と细胞间遗伝子発现量多様性の根底にある分子机构を明らかにし、突発的遗伝子発现に由来する细胞间遗伝子発现量多様性を制御する技术の确立が期待されます。これにより、颈笔厂细胞等の多能性干细胞から特定细胞种への効率的な分化诱导法の确立へと繋がる可能性があり、再生医疗への応用が期待されます。
本研究の成果は、「SCIENCE ADVANCES」に掲載されました。
図1: 転写バーストは遺伝子発現量の多様性を誘引する。 (A)転写活性状態と転写不活性状態は確率的に切り替わり、転写活性状態にのみ転写が盛んに行われる。このような転写様式を転写バースト(突発的遺伝子発現)と呼ぶ。(B) 転写バーストの有無による、mRNA数動態の模式図。(C) 転写バーストは、遺伝子発現において、細胞間および対立遺伝子間の不均一性を誘引する。同じ細胞状態の細胞が複数存在する場合、転写バーストにより細胞間、さらには対立遺伝子間でも遺伝子発現の不均一性が見られる(左パネル)。右パネルは、個々の対立遺伝子由来のmRNA数の散布図を示す。各データポイントは単一細胞からの発現データを示す。内因性ノイズが大きいほど、分布は対角線に垂直に伸びる傾向が大きくなる。
＜研究に関すること＞
広島大学大学院统合生命科学研究科 生命医科学プログラム
讲师 落合 博
Tel: 082-424-4008
E-mail: ochiai*hiroshima-u.ac.jp (注:＊は半角@に置き換えてください)
理化学研究所 生命机能科学研究センター(叠顿搁)
二阶堂 爱
E-mail: itoshi.nikaido@riken.jp (注:＊は半角@に置き換えてください)
&濒迟;报道に関すること&驳迟;
広岛大学 财务?総务室 広报部広报グループ
E-mail: koho*office.hiroshima-u.ac.jp (注:＊は半角@に置き換えてください)
国立研究开発法人理化学研究所 広报室 报道担当
E-mail: ex-press*riken.jp (注:＊は半角@に置き換えてください)
掲載日 : 2020年06月18日
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