体内時計と細胞の分化には関連があった

細胞内にある体内時計は細胞の分化と密接に関連することが明らかになったそうです（Science Portal）。哺乳類の発生、分化と体内時計というふたつの普遍的な細胞機能を関連づけ、体内時計の活用法に道を開く発見として注目されます。哺乳類で体内時計は、司令塔である脳内の視交叉上核とは別に、受精卵からの発生を通して全身の各細胞で形成されると考えられていましたたが、その仕組みは明らかではありませんでした。これまで、マウスのES細胞に体内時計のリズムが見られず、培養して分化を誘導すると、約24時間周期の体内リズムが形成されることが明らかになっていました。研究では、時計遺伝子の発現をホタル由来の発光で可視化し、発光の強弱の変化を測定して、生きたまま培養細胞の体内時計を計測できるようにして、遺伝子を改変したマウスES細胞の分化に伴う体内時計形成を調べたそうです。細胞分化に関連するDNAメチル化を制御するDNAメチル基転移酵素1の欠損ES細胞や、がん遺伝子のc-Myc発現誘導ES細胞では、培養しても体内時計が形成されず、正常な細胞分化もしなかったそうです。次に、未分化のES細胞も含めて、これら体内時計リズムがない細胞に共通する現象を解析したところ、周期的に細胞の核の中に蓄積されるはずの「ピリオド」(PERタンパク質)が細胞質内にとどまり、核内蓄積が起きなかったそうです。このPERタンパク質は体内時計のリズム発振に欠かせない物質だそうです。ES細胞でまったくリズムが刻めない理由のひとつは、ピリオドの核内蓄積の欠如だったことが明らかになったそうです。さらに、この現象を制御する因子を、次世代シーケンサーによる網羅的遺伝子発現解析で調べ、鍵となる遺伝子も見出したそうです。この遺伝子は細胞分化の制御に必須の役割を果たしていることから、体内時計の発生と細胞分化の切っても切れない深い関係の根拠となるそうです。