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単一細胞での網羅的遺伝子発現解析によるマウス生殖細胞決定機構の解明

研究報告コード R070000186
整理番号 R070000186
掲載日 2008年4月11日
研究者
  • 斎藤 通紀
研究者所属機関
報告名称 単一細胞での網羅的遺伝子発現解析によるマウス生殖細胞決定機構の解明
報告概要 本研究のねらいは大きく2つに分けられる。第一のねらいは、人類を含む多細胞生物を構成する細胞群の中で、唯一その全遺伝情報を次世代に継承させる細胞系譜である生殖細胞系列が形成される分子機構を明らかにし、その過程を試験管内で再構成する基盤を築くこと、第二のねらいは、その目的を達成するために必要と考えられる、単一細胞に発現する全遺伝子を定量的に捉える技術を開発すること、である。現個体の恒常性を維持する体細胞群とは対照的に、生殖細胞は、次の世代を多様にかつ誤りなく構成する機能を担う。この機能を遂行するため、生殖細胞には大きく分けて3つのユニークかつ本質的な能力、1)ゲノム/細胞の潜在的全能性の再獲得・維持機構、2)ゲノムの後成遺伝学的情報の再編集能、及び3)減数分裂及びそれに伴う特異的代謝能、が備わっている。本研究者は生殖細胞の持つこうした特性獲得機構をその出発点から理解すべく、哺乳類における生殖細胞形成機構の研究を推進してきた。本研究ではこれまでの研究を更に発展させ、生殖細胞形成に関わる分子群の全貌とその関係性を明らかにすることを目的とし、またその目的達成のために必要な単一細胞cDNAマイクロアレイ法の開発を行った。単一細胞cDNAマイクロアレイ法の開発は、生体に存在するいかなる細胞のいかなる時点でのゲノムワイドな遺伝子発現プロファイルをも検証することが基本的には可能となることを意味し、今後生物学全般における様々な応用も期待される。
研究分野
  • 遺伝子発現
  • 生殖器官
関連発表論文 (1) Horsley, V., O' Carroll, D., Tooze, R., Ohinata, Y., Saitou, M., Obukhanych, T., Nussenzweig, M., Tarakhovsky, A., and Fuchs, E. (2006). Blimp1 defines a progenitor population that governs cellular input to the sebaceous gland. Cell, 126, 587-609.
(2) Yabuta, Y., Kurimoto, K., Ohinata, Y., Seki, Y., and Saitou, M. (2006). Gene expression dynamics during germline specification in mice identified by quantitative single-cell gene expression profiling. Biol. Reprod., 75, 705-716
(3) Kurimoto, K., Yabuta, Y., Ohinata, Y., Ono, Y., Uno, D. K., Yamada, R. G., Ueda, H. R., and Saitou, M. (2006). An improved single-ceil cDNA amplification method for efficient high-density oligonucleotide microarray analysis. Nuc. Acids Res., 34, e42.
(4) Payer, B., Chuva de Sousa Lopes, S. M., Barton, S. C., Lee, C., Saitou, M., and Surani, M. A. (2006). Generation of stella-GFP transgenic mice, a novel tool to study germ cell development. Genesis, 44, 75-83.
(5) *Saitou, M., Payer, B., O'Carroll, D., Ohinata, Y., and *Surani, M. A. (2005). Blimp1 and the emergence of the germ line during development in the mouse. Cell Cycle, 4, 1736-1740.* Co-correspondence
(6) Western, P., Maldonado-Saldivia, J., van den Bergen, J., Hajkova, P., Saitou, M., Barton, S., and Surani, M. A. (2005). Analysis of Esg1 expression in pluripotent cells and the germline reveals similarities with Oct4 and Sox2, and differences between human piuripotent cell lines. Stem Cells, 23, 1436-1442.
(7) Ohinata, Y., Payer, B., O' Carroll, D., Ancelin, K., Ono, Y., Sano, M., Barton, S. C., Obukhanych, T., Nussenzweig, M., Tarakhovsky, A., *Saitou, M., and *Surani, M. A. (2005). Blimp1 is a critical determinant of the germ cell lineage in mice. Nature, 436, 207-21 3.
(8) Seki, Y., Hayashi, K., Itoh, K., Mizugaki, M., Saitou, M., and Matsui, Y. (2005). Extensive and orderly reprogramming of genome-wide chromatin modifications associated with speoification and early development of germ ceils in mice. Dev. Biol. 278, 440-458.
(9) Mitinori Saitou, 平成18年10月11~15日、Cold Spring Harbor Laboratory Meeting on Germ Cells, NY, USA, 'A Network of Transcriptional Regulators Involved in the Generation of the Germ Cell Lineage in Mice'
(10) 斎藤通紀、平成18年8月4~5日、第25回分子病理学研究会、東京、特別講演、「生殖細胞の起源と特質:ゲノム情報の再編集と全能性」
(11) 斎藤通紀、平成18年7月7~8日、第8回京都大学大学院生命科学研究科シンポジウム、京都、「生殖細胞の起源と特性:ゲノム情報の再編集と全能性」
(12) 斎藤通紀、平成18年6月13日、神戸バイオメディカル学術交流会、神戸、「単一細胞マイクロアレイ法の開発と応用:その可能性を考える」
(13) 斎藤通紀、平成18年3月1~3日、第5回日本生化学会国際シンポジウム(JBSバイオフロンティアシンポジウム)、軽井沢、'Germline specification in mice:A genetic program for epigenetic reprogramming'
(14) 斎藤通紀、平成18年2月24~26日、第2回宮崎サイエンスキャンプ、宮崎、「生殖細胞の起源と特質:ゲノム情報の再編集と全能性」
(15) 斎藤通紀、平成17年12月7~10日、第28回日本分子生物学会年会、福岡、シンポジウム、'Germline recruitment in mice:A genetic program for epigenetic reprogramming'
(16) 斎藤通紀、平成17年11月22日、第2回クロマティン・フロンティアーズ・ジャパン、京都、「マウス生殖細胞系列の決定とゲノム再編成」
(17) Mitinori Saitou、平成17年10月22日~23日、Mammalian Oogenesis and Epigenetic Modification、上総、'Specification of germ cell fate in mice:A genetic program for epigenetic reprogramming'
(18) 斎藤通紀、平成17年1O月19~22日、第78回日本生化学会大会、神戸、ミニシンポジウム、'Germline recruitment in mice:A genetic program for epigenetic reprogramming'
(19) Mitinori Saitou、平成17年10月17~18日、The 17th Annual Meeting of the Korean Society for Molecular and Cellular Biology、Seoul、シンポジウム、'Germ line specincation in mice:A genetic program for epigenetic reprogramming'
(20) Mitinori Saitou、平成17年9月1~3日、Ernst Schering Research Foundation Workshop 60、'Stem Cells in Reproduction and in the Brain'、神戸、'Germline recruitment;a genetic program for epigenetic reprogramming'
(21) 斎藤通紀、平成17年8月6日、こうべバイオフェスタ、神戸、「生命(いのち)のつながりと生殖細胞」
(22 斎藤通紀、平成17年7月1~2日、第7回京都大学大学院生命科学研究科シンポジウム、京都、マウス生殖細胞系列の決定とゲノム再編成
(23) Mitinori Saitou、平成16年11月15~16日、Kobe University The 21st Century COE Program Symposium 'Signal Transduction in Gametogenesis and Fertilization'、神戸、'Single cell analysis of a molecular programme for the birth of germ cell lineage in mice'
(24) 斎藤通紀、平成16年10月2日、国際高等研究所「分化全能性─普遍性と特異性」研究会、奈良、「マウス生殖細胞系列の決定機構」
(25) 斎藤通紀、平成16年6月30日、7月1日、第6回京都大学大学院生命科学研究科シンポジウム、京都、「マウス生殖細胞決定の分子プログラム」
(26) Mitinori Saitou、平成16年6月6日~6月10日、Gordon Research Conference,Mammalian Gametogenesis & Embryogenesis、'Single Cell Analysis of a Molecular Program for the Specification of Germ Cell Fate in Mice'
(27) 斎藤通紀、平成16年5月15~16日、第45回日本哺乳動物卵子学会、大津、特別講演、「マウス生殖細胞形成機構の全容解明に向けて」
(28) 斎藤通紀、平成15年10月15~18日、第76回日本生化学会大会、神戸、「マウス初期発生と生殖細胞形成の分子プログラム」
(29) Ohinata, Y., Seki, Y., Payer, B., O' Carroll, D., Surani, M. A., and Saitou, M. (2006) Germline recruitment in mice: A genetic program for epigenetic reprogramming. Ernst Schering Research Foundation Workshop 60, 143-174.
(30) Surani, M. A., Ancelin, K., Hajkova, P., Lange, U. C., Payer, B., Western, P., and Saitou, M. (2004). Mechanism of mouse germ cell specification: A genetic program regulating epigenetic reprogramming. Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology, Vol. LXIL.
(31) 関由行、斎藤通紀、2006、生殖細胞とリプログラミング、蛋白質 核酸 酵素、Vol.51、2052-2059.
(32) 斎藤通紀、2006、電顕に期待するもの、細胞工学、Vol.25、1090-1091.
(33) 斎藤通紀、2006、生殖細胞の起源と特質:ゲノム情報の再編集と全能性、蛋白質 核酸 酵素、Vol. 51、1058-1071.
(34) 栗本一基、大日向康秀、斎藤通紀、(2006)、哺乳類における生殖細胞の運命決定、細胞工学、Vol.25、918-923.
(35) 栗本一基、薮田幸宏、大日向康秀、斎藤通紀、(2006)、単一細胞マイクロアレイ解析を可能とするPCRを用いたcDNA増幅法、実験医学、Vol.24、2165-2172.
(36) 大日向康秀、佐野光枝、小野由紀子、斎藤通紀、2005、Blimp1はマウス生殖細胞系列決定因子の1つである、細胞工学、Vol.9、956-957.
(37) 斎藤通紀、2005、マウス生殖細胞の運命決定、Medical Science Digest、Vol.31、120-122
研究制度
  • 戦略的創造研究推進事業 さきがけタイプ(旧若手個人研究推進事業を含む)/情報と細胞機能
研究報告資料
  • 斎藤 通紀. 単一細胞での網羅的遺伝子発現解析によるマウス生殖細胞決定機構の解明. 個人型研究さきがけタイプ 「情報と細胞機能」領域 研究報告会 講演要旨集 第3期研究者(研究期間2003-2006), 2007. p.1 - 5.

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