本研究では、マウスの初期生殖細胞(PGC)の発生過程における性別特異的な遺伝子発現と染色体アクセシビリティの変化を、単一細胞レベルのマルチオーミクス解析によって明らかにした。
まず、PGCの単一細胞レベルでの転写プロファイルと染色体アクセシビリティを同時に解析し、PGCの性別特異的な分化過程を詳細に記述した。その結果、性別特異的な遺伝子発現パターンの違いは、染色体アクセシビリティの変化に先行して生じることが明らかになった。つまり、クロマチンの構造変化が、PGCの性別運命決定に先立って起こっていることが示唆された。
次に、性別特異的な遺伝子発現を制御する転写因子ネットワークを同定した。XX型PGCでは、TFAP2c、TCFL5、GATA2、MGA、NR6A1、TBX4、ZFXといった転写因子が、XY型PGCでは、フォークヘッドボックスファミリーやPOU6ファミリーの転写因子が、それぞれ特徴的に enriched されていることが明らかになった。
さらに、WNT、BMP、レチノイン酸シグナルといった細胞間シグナル経路の時間的変化を解析し、PGCの性決定過程における役割を示唆した。
本研究は、PGCの性決定機構の包括的な理解に貢献するものであり、生殖細胞の分化制御や生殖医療への応用が期待される。
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