Letter 細胞：Nanogの対立遺伝子性調節による基底状態の多能性の制御 2012年3月22日 Nature 483, 7390 doi: 10.1038/nature10807 多能性は、哺乳類の着床前の発生過程で、全ゲノム再プログラム化によって確立され、その結果、ナイーブなエピブラスト胚盤葉上層の形成が引き起こされる。再プログラム化には、エピジェネティックな印の初期化および、NanogやOct4（別名Pou5f1）などの多能性を持つ細胞に特異的な遺伝子の活性化の両方が関与している。これらの遺伝子の厳密な調節が再プログラム化にはきわめて重要だが、in vivoでこれらの遺伝子の発現を調節する機構は解明されていない。本論文では、Oct4とは異なり、Nanogは着床前の初期胚で単一対立遺伝子性に発現していることを示す。その後Nanogは、後期胚盤胞のナイーブな胚盤葉上層で、基底状態の多能性への移行中に、両対立遺伝子性の発現へとしだいに切り替わっていく。白血病阻害因子（LIF）および血清の存在下で増殖させた胚性幹（ES）細胞では、Nanogは主に単一対立遺伝子性に発現し、Nanog遺伝子座の非同調的複製（単一対立遺伝子性に発現する遺伝子の特徴）が見られるが、in vitroでの基底状態の多能性状態を模倣した2i培地条件下で培養した場合は、ES細胞では両方の対立遺伝子が活性化している。レポーターES細胞を用いた生細胞画像化によって、Nanogの対立遺伝子性発現が確認され、対立遺伝子性発現の切り替えが明らかになった。Nanogの対立遺伝子性発現は、繊維芽細胞増殖因子–細胞外シグナル制御キナーゼシグナル伝達経路を介して調節され、これには近位プロモーターでのクロマチン変化が伴うが、DNAのメチル化とは独立して起こる。Nanogがヘテロ接合性の胚盤胞では、内部細胞塊から派生する細胞がより少なく、原始内胚葉形成が遅延することから、内部細胞塊が完全に再プログラム化された多能性胚盤葉上層に適切な時期に成熟するには、Nanogの両対立遺伝子性発現が役割を果たしていることがわかる。染色体レベルでのNanog発現量の厳密な調節が発生過程での基底状態の多能性獲得に必要であると、我々は考える。今回のデータは、in vivoでの多能性因子の量の制御に対立遺伝子性発現が予期せぬ役割を持つことを強調し、再プログラム化の調節に新たなレベルを加えるものである。 Full Text PDF 目次へ戻る
