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細胞:体細胞の多能性への決定論的な直接再プログラム化

Nature 502, 7469 doi: 10.1038/nature12587

体細胞は、Oct4(別名Pou5f1)、Sox2、Klf4およびMyc(以後、OSKMと記載)の外因性発現によって誘導多能性幹(iPS)細胞に再プログラム化することができるが、その効率は悪く確率論的である。細胞の大部分がうまく同期的に再プログラム化するのを妨げている主要な律速障壁(群)については詳しく解明されていない。本論文では、ナイーブな多能性促進条件において、OSKMの導入および再プログラム化とともに、Mbd3[Mbd3/NuRD(nucleosome remodelling and deacetylation)抑制因子複合体のコア因子]を除去すると、決定論的かつ同期的にiPS細胞への再プログラム化が起こること示す(マウスおよびヒトの細胞で7日間以内にほぼ100%の効率)。我々の知見は、ここで使われた4つの再プログラム化因子が二股に分かれた分子機能を持ち、内在性の多能性ネットワークを再活性化する一方で、同時に、OSKM下流の標的遺伝子の再活性化を強く抑制するMbd3/NuRD抑制因子複合体を直接動員することを明らかにする。その後、後者の相互作用(これは、in vivoの着床前の初期発生過程ではほとんど見られない)は、in vitroで多能性に向かう確率論的、長期的な再プログラム化経路につながる。今回考案された決定論的な再プログラム化手法は分子動態を詳細に調べるための新たなプラットフォームとなり、これまでにない柔軟性および効率で多能性を確立させる。

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