HMGAタンパク質による運命転換

細胞はそれぞれに特有の機能や性質を有している。我々が扱っている大脳新皮質発生の過程でも、細胞の性質は大きく変化していく。 例えば、大脳新皮質の組織幹細胞である神経系前駆細胞は、胎生期ではニューロンを産み出すニューロン分化能を持っているのに対して、 時期を経て生後になるとニューロン分化能を失いアストロサイトなどのグリア細胞しか産生しなくなる。

このように、細胞の性質が大きく変化する際には遺伝子の転写パターンが大きく変化することが知られており、 そのことこそが細胞の性質の変化に重要であると考えられている。ではこの遺伝子発現パターンの変化はどのように制御されているのか?


我々はこれまでに、神経系前駆細胞の分化能が時期を経て制限されていく過程で、クロマチンが核全体で凝集していく現象を発見した。 クロマチンとは遺伝情報が書き込まれているDNAとタンパク質の複合体のことで、この凝集状態は遺伝子の転写に大きく影響することがわかっている。 また、このクロマチンの凝集に関わる因子としてHMGAタンパク質群を同定することによって、 核全体でのクロマチンの凝集が神経系前駆細胞の分化能の制限に重要であることが示唆された (Kishi et al. Nat. Neurosci. 2012)


グローバルなクロマチン状態が変化することは、ゲノム全体での遺伝子の転写パターンに影響を与える可能性がある。 そのため我々は、グローバルなクロマチン状態の変化が、細胞の性質を規定する基盤として重要な役割を果たしているのではないか と仮説を立てて実験を進めてる。

HMGAタンパク質群の作用機序の解明

上記のように、神経系前駆細胞においてHMGAタンパク質群がクロマチン状態を制御することがわかったが、その作用機序については 未だ不明な点が多く残されている。そのため、HMGAタンパク質群が発現を制御している遺伝子や、HMGAタンパク質群が制御しているゲノム領域を解明することを通じて その作用機序を明らかにしようと考えている。このことによって、神経系前駆細胞におけるグローバルなクロマチン状態の変化の意義に迫れると考えている。