Alexandre Alie 日本学術振興会外国人特別研究員(理学研究科、現フランスCNRS)と船山典子 理学研究科准教授らの研究グループは、動物の幹細胞が多様な細胞へ分化する機能(幹細胞性)に必要な遺伝子レパートリーを明らかにしました。生物が進化の過程でどのように幹細胞を獲得したのか、その分子基盤を明らかにする研究成果です。
本研究成果は2015年12月7日、米国科学アカデミー纪要(笔狈础厂)に掲载されました。
研究者からのコメント
左から础濒颈别外国人特别研究员、船山准教授
この研究を通して、多细胞生物の进化の初期に获得された干细胞の分子基盘は、遗伝子の転写の调节というよりも、転写后の発现调节机构が重要であったのだろうということがわかりました。カイメン干细胞と贰厂细胞で共通の転写后调节机构が働いている可能性があるという兴味深い结果も得ることが出来ました。
概要
船山准教授らはこれまでに、カイメンの干细胞システムは、「全能性干细胞(アーキオサイト)」と「襟细胞(普段は食细胞という分化细胞として働きながら、配偶子形成や再生など特别の状况下では全能性を発挥できる)」という2种类の细胞からできていることを细胞、分子レベルで解明してきました。今回の研究ではこの2种类の细胞を単离、それぞれの细胞种で発现している遗伝子の网罗的な解析を行いました。カイメンの特定の细胞に関するこのような解析は初めての报告です。カイメン全能性干细胞(アーキオサイト)と、刺胞动物のヒドラと扁形动物のプラナリアの多能性?全能性干细胞および贰厂细胞で発现する遗伝子とを比较することで、どういった遗伝子が干细胞としての働きに、动物の进化の过程で最も古くから获得され用いられてきたのかを明らかにしました。
カイメンは単细胞生物から细胞によって异なる役割を持つ多细胞动物への进化の枝分かれに位置する进化的に最も古い多细胞动物であるため、干细胞の维持および干细胞から特定の细胞を分化させ器官を形成する起源的な仕组みを持つ生物として注目されています。

左図: 無性生殖(芽球からの個体形成)による2ミリ程のカワカイメン個体とカイメン幹細胞アーキオサイト、右図: カワカイメンの幹細胞システムのモデル図
※ 文部科学省科学研究費補助金「新学術領域」「ミクロからマクロへ階層を越える秩序形成ロジック」公募班、科学技術振興機構さきがけ「細胞機能の構成的な理解と制御」(船山典子)および 佐藤矩行博士(沖縄科学技術大学)、林哲太郎 博士(理化学研究所)らの技術的なサポートによって行われました。
详しい研究内容について
书誌情报
[DOI]
Alexandre Alie, Tetsutaro Hayashi, Itsuro Sugimura, Michael Manuel, Wakana Sugano, Akira Mano, Nori Satoh, Kiyokazu Agata, and Noriko Funayama
"The ancestral gene repertoire of animal stem cells"
PNAS 112(51) E7093-E7100, Published online December 7, 2015