細胞：腸の広範囲に許容状態にあるクロマチンは側方抑制と細胞の可塑性の基盤となる
Nature 506, 7489 doi: 10.1038/nature12903
細胞は、接近可能なシス調節エレメントに転写因子が結合して、特異的な遺伝子発現プログラムが立ち上げられると分化する。分化中の胚性幹細胞では、クロマチンの系列限定的な遺伝子のところが順番に接近可能状態となる。これは、おそらく「先駆的」転写因子の働きによって起こるが、in vivoでは組織は他の戦略を用いている可能性がある。側方抑制は広く見られる過程で、1個の細胞が周囲の細胞を強制的に別の性質を持つ細胞に変えてしまう。等価な前駆細胞中のクロマチンが側方抑制を受けると、一時的に可逆性の独特な細胞運命をとれるようになる仕組みは、まだ解明されていない。本論文では、マウス小腸の陰窩（ここではノッチシグナル伝達が側方抑制を引き起こし、前駆細胞を吸収型細胞系列と分泌型細胞系列とに振り分ける）での分化を、クロマチンと転写が支えることを明らかにする。単離したLGR5+腸幹細胞と分泌型前駆細胞、吸収型前駆細胞の転写産物プロファイルは、各細胞集団はそれぞれ独特で、前駆細胞は運命が指定されていることを示していた。それにもかかわらず、分泌型前駆細胞と吸収型前駆細胞では、接近可能で許容状態のクロマチンであることを示すヒストン標識のH3K4me2、H3K27acやDNアーゼI高感受性が、同じシスエレメントのほとんどで同程度であった。前駆細胞で独自に作用しているエンハンサーは、LGR5+腸管幹細胞でははっきり区別され、早い段階で多様な転写プログラムに向けたクロマチンのプライミング（準備）が起こり、細胞系列が指定された後でも活性な標識が保持されていることが明らかになった。このような状態にあるクロマチンでは、分泌型細胞特異的な転写因子ATOH1がデルタ様ノッチリガンド遺伝子を介して側方抑制を制御し、多数の分泌型細胞系列遺伝子の発現を誘導する。運命が指定された分泌型細胞でATOH1を欠失させると、これらの細胞が機能を持った腸細胞へと変換される。これは、標識されたエンハンサーが、鍵となる転写因子の有無に対して長期にわたって反応していることを示している。従って、側方抑制および腸陰窩細胞系列の可塑性には、系列限定的な転写因子と多能性幹細胞で生じた広範な許容状態にあるクロマチンとの相互作用が関わっている。
