http://members3.jcom.home.ne.jp/mzswskra/ 2014年(H26年春学期) 卵細胞・ES細胞・幹細胞 iPS細胞・STAP細胞リプログラミング(再プログラム) 成熟細胞の『リプログラム』によりiPS細胞ができた。成熟細胞の再プログラムとは。ジョン・ガードン（左）山中伸弥（右）ガードンの実験：成熟細胞の『核の全能性』の確認核除核オタマジャクシ腸上皮細胞細胞核ジョン・ガードンの疑問成熟細胞のゲノムは全能性を持っているのか？それとも失っているのか？オタマジャクシの腸上皮細胞核を除核卵に導入し、その後の発生を調べた。転写制御タンパク質は、ＲＮＡ合成を ON・OFF する (調節)。タンパク質合成に順序が出てくる → 時間差の発生ＤＮＡ (ゲノム) この遺伝子は何故最初に働くのだろう。卵細胞に、最初の遺伝子を動かす転写調節因子が準備されている核膜細胞質ＤＮＡ (ゲノム) 核【転写調節】 RNA量を増やしたり減らしたりすること。【転写調節因子がRNA量の増減を調節】抑制する転写因子、加速する転写因子、加速又は抑制する転写因子。【転写調節の結果】 mRNA量が増えるとタンパク質量が増え、mRNA量が減るとタンパク量が減る。最終的にはタンパク量が増減し細胞機能が変化する。ｽﾌﾟﾗｲｼﾝｸﾞの仕組を考えると、タンパク質の種類もRNAレベルで調節されているだろう。まとめ：ガードンの実験成熟した核を、除核卵細胞に持ち込んだ。成熟核を分離する操作で、核内のmRNA合成は停止し、卵に入れた段階で卵細胞質中の転写開始因子が細胞核に侵入して転写再開。＝発生プログラムのリセット。その後、色々な転写因子が順序良く作られて発生が進行。但し、リセットする因子が何かは不明だった。当時は転写因子については良くわかっていなかった。転写因子のイメージ微生物と高等生物で少し違う 1本鎖ＤＮＡプロモーター RNA合成の開始点転写調節因子転写頻度を上げたり下げたりプロモーター 1本鎖ＤＮＡ転写因子もタンパク。当然遺伝子が作る。転写因子のカスケード。プロモーター iPS細胞に使った４遺伝子は転写因子：山中４因子 OCT3/4：未分化ＥＳ細胞に存在する転写調節因子。量が1.5倍又は0.5倍になると分化が始まる。 SOX2： DNAに直接結合する転写活性因子。OCT3/4と協力して複数の遺伝子の働きを調節。 KLF4：転写調節因子。色々な癌のガン抑制因子。乳癌などのいくつかの癌では癌遺伝子として働く。 C-MYC：転写調節因子を作る調節遺伝子(がん遺伝子) この４遺伝子が働くことによって、多数の遺伝子が動く。 iPS細胞は外部遺伝子で作られた。成熟細胞幹細胞受精卵分化して機能細胞分裂せず＝末端細胞全能性多能性多能性外部から４遺伝子を導入外部遺伝子はゲノムに組込まれて転写因子を作る核膜細胞質ＤＮＡ (ゲノム) 核外部遺伝子がゲノムに組込まれたことに注意。外部遺伝子まとめ山中４因子は『転写因子』の遺伝子。この４遺伝子を成熟細胞に入れたら、細胞の転写パタンが変わり『多能性幹細胞』になった。発生の逆行だった！ ◆ 転写パタンが変化し発生プログラムがリセットされた。転写因子DNAは、ゲノムDNAに組み込まれ、iPS細胞になってからも、条件により『RNA・タンパク合成』は起こる。これは何をもたらすのか：iPS細胞が増え始めると、山中4 因子も再び働き、繰返しリセットをかけようとする？