世代間で細胞アイデンティティを適切に伝達するには、系譜特異的な転写プログラムの不適切な継承を防ぐ母性エピジェネティック再プログラミング機構が必要である。Caenorhabditis elegansでは、H3K4me1/2脱メチル化酵素SPR-5およびH3K9メチル基転移酵素MET-2の欠失により、体細胞組織で生殖系列遺伝子が異所性に発現し、重度の発生遅延が生じる。先行研究では、クロマチン制御因子MES-4がこれらの異常に寄与することが示されているが、生殖系列特異的転写因子も異所性転写プログラムに関与するかどうかは不明であった。本研究では、SPR-5およびMET-2を欠く個体における生殖系列転写因子LSL-1の役割を検討した。その結果、生殖系列において通常LSL-1により制御される遺伝子は、spr-5; met-2子孫の体細胞で異所性に発現する遺伝子群に有意に多く含まれていた。この観察と一致して、内在性タグを付加したLSL-1タンパク質は、母性SPR-5およびMET-2の活性が損なわれると、体細胞組織全体で異所性に発現した。さらに、LSL-1の枯渇はspr-5; met-2変異体で観察される発生遅延を部分的に抑制した。トランスクリプトーム解析により、MES-4依存性転写プログラムとLSL-1依存性転写プログラムの間に広範な重複が認められ、LSL-1依存性遺伝子の大部分がMES-4も必要としていた。特に、lsl-1自体の異所性発現はMES-4に依存しており、LSL-1がMES-4の下流で機能することが示唆された。LSL-1依存性遺伝子には、生殖系列関連発現プログラムが著しく濃縮されており、既知のLSL-1直接標的も含まれていた。以上の結果は、MES-4がLSL-1の異所性発現を促進し、続いてLSL-1が共通の生殖系列関連転写プログラムと、母性エピジェネティック再プログラミングの破綻後に生じる発生遅延に寄与するというモデルを支持する。これらの結果は、系譜限定的な転写因子が継承されたクロマチン状態と協調し、異常な転写プログラムを強化して細胞運命の境界を攪乱する仕組みを示すものである。
https://doi.org/10.64898/2026.08.28.747910