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バイオインフォマティックス技術者試験、情報処理試験など、IT系の試験を基礎から勉強します。また、Javaなどプログラミングを勉強します。

【生物学問題】多能性幹細胞の原点!「ES細胞」を攻略

受精卵(胚)の一部から作られ、体の中のあらゆる細胞へ変化(分化)できる能力を持った、再生医療や生命科学の基礎となる細胞について整理しましょう。

1. 問題:胚由来の分化多能性を持つ細胞

【 問題 】 発生初期の胚(胚盤胞の内部細胞塊)から取り出して培養して作られ、生体を構成するほぼすべての細胞に分化できる能力(多能性)と、無限に増殖できる能力をあわせ持つ万能細胞を何と呼ぶでしょうか?

① ES細胞   ② iPS細胞   ③ 体性幹細胞   ④ 癌幹細胞

2. 正解:幹細胞の種類と特徴に関する正解

正解: ① ES細胞(胚性幹細胞 / Embryonic Stem Cell)

3. 解説:ES細胞とiPS細胞の違い

「あらゆる細胞になれる万能性(多能性)」を持つ代表的な細胞には「ES細胞」と「iPS細胞」があります。両者の最大の違いは「どこから作るか」です。

[ 万能幹細胞の使い分け ]
ES細胞(胚性幹細胞)受精卵(胚)の内部細胞塊を取り出して作成。受精卵を壊す必要があるため生命倫理的な課題が存在します。
iPS細胞(人工多能性幹細胞)皮膚や血液などの体細胞に特定の遺伝子(山中4因子)を導入し、受精卵のような万能な状態へ「初期化(リプログラミング)」して作成。
※「胚細胞(受精卵・胚)から」というキーワードがある場合は、iPS細胞ではなくES細胞が正解となります。

1. 試験のポイント: 「胚細胞(発生初期の胚)から得られる」「あらゆる細胞に分化できる」という記述が出たら「ES細胞(胚性幹細胞)」が正解です。「体細胞を初期化して作る」という記述があれば「iPS細胞」になるため、出どころ(起源)の文章をしっかり読み取りましょう。
2. バイオインフォの視点: ES細胞がなぜ「万能性」を維持できるのか、どのような遺伝子ネットワーク(Oct4, Sox2, Nanogなど)が働いているかを解明するために、シングルセルRNA-Seq(scRNA-seq)による解析が多用されています。1細胞ごとの遺伝子発現プロファイルを次元削減(UMAPやt-SNE)して可視化し、ES細胞が特定の臓器(神経や心筋など)へと変化していく分化軌跡(Pseudotime解析)をトラッキングします。


4. まとめ

「胚細胞から作られる分化多能性を持った細胞=ES細胞」です。システム開発で言えば、どんな具象クラス(神経細胞、心筋細胞など)にも派生・インスタンス化できる、最上位の「抽象基底クラス(Abstract Base Class)」のような細胞ですね!


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