多能性細胞の自己複製
多能性細胞は、他の細胞種と異なり、DNA複製期と分裂期を殆ど休みなく行い短い周期で自己複製しています。また、この過程で、他の細胞種とは異なる戦術でゲノム恒常性を維持していることが明らかになりつつあります。
私たちの研究室では、マウスES細胞をモデルに、このような多能性細胞特異的な自己複製機構とその生物学的意義を明らかにすることを目指しており、以前では困難だったES細胞の細胞周期同調法を確立し、特異的な細胞周期ステージに着目した解析を可能にしました。
ES細胞とDNA複製
我々の細胞は、絶えず外的、内的DNA損傷要因にさらされています。 特に、自己複製に必須なDNA複製の過程ではゲノムが不安定化しやすく、DNA複製が阻害されると１本鎖DNAの露出や二重鎖切断を引き起こします。 細胞には通常、これらの損傷を保護・修復し、DNA複製を再開する機構が備わっていますが、ES細胞ではDNA複製が阻害されると、簡単に細胞死が引き起こされます。
この分子的背景を理解するために、DNA複製期の異なるステージを詳細に解析しています。
多能性誘導過程におけるDNA複製
ES細胞に線維芽細胞やリンパ細胞などの分化した細胞を融合させると、 非ES細胞の核内に多能性が誘導されることが知られています。私たちはこの系を用いて、 多能性誘導の鍵を握る核内制御が DNA複製と密接な関係を持つことを発見しました。多能性誘導の結果得られるiPS細胞では、 DNA複製過程に生じたと思われるゲノム上の傷が見つかっています。したがって、多能性誘導過程は、DNA損傷と生存のバランスの上に成り立っていると考えられます。
私たちは、細胞融合の系を使って、多能性誘導過程におけるDNA複製の安定性とゲノム恒常性を調べています。これにより、多能性細胞特異的な自己複製機構をよりよく理解すると共に、効率の良い多能性誘導とより安全な再生医療への応用に貢献できると考えています。