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遺伝:ヒト誘導多能性幹細胞での異常なエピゲノム的再プログラム化のホットスポット

Nature 471, 7336 doi: 10.1038/nature09798

誘導多能性幹細胞(iPSC)は、再生医療、疾患や発生の研究に計り知れない可能性をもたらす。体細胞の再プログラム化には、エピゲノム的な再構成が含まれ、胚性幹(ES)細胞に類似した特徴を持つiPSCが作り出される。しかしながら、ES細胞に似たゲノム全体にわたるDNAメチル化パターンの再確立がどの程度完全なものであるかはまだわかっていない。本研究では、5つのヒトiPSC株について初めて作製された、1塩基の分解能でのDNAメチル化の全ゲノムプロファイルを、ES細胞、体細胞、分化誘導したiPSCとES細胞のメチロームと共に報告する。iPSCでは再プログラム化の著しいばらつきがあり、体細胞のエピジェネティックな記憶や、DNAメチル化の異常な再プログラム化などが見られた。セントロメアとテロメアに近接した数百万塩基規模のメチル化可変領域(differentially methylated region)では、非CGメチル化の不完全な再プログラム化、CGメチル化やヒストン修飾の差異が見られ、これらは各iPSC株で共通していた。また、iPSCの栄養芽細胞への分化によって、CGメチル化の再プログラム化の際のエラーが高頻度で伝わっていることが明らかになった。これは、iPSC再プログラム化の痕跡の1つが分化後も維持されていることを示している。

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