細胞分化の可塑性を制御する核内構造ダイナミクスの解明

• Project/Area Number: 15J04853
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Human genetics
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 田中 梓 京都大学, 医学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: エピゲノム / 成人T細胞白血病 / HTLV-1 / クロマチン構造解析 / シングルセル

Outline of Annual Research Achievements

データベースより、造血幹細胞、多能性造血前駆細胞、リンパ球系多能性前駆細胞、リンパ球系共通前駆細胞、CD4陽性T細胞、CD8陽性T細胞、B細胞、ナチュラルキラー細胞 (NK)、骨髄球系共通前駆細胞、顆粒球・マクロファージ前駆細胞、巨核球・赤芽球前駆細胞、単球、赤血球の13種類77サンプルのATAC-seqデータを取得し、t-SNEやCIBERSORT アルゴリズムをなどを用いた解析を行った。その結果、ATL細胞は特定の細胞分画に近いわけではなく、複数の血球分画の要素を含む独自のクロマチン構造を有していることがわかった。一方HAM症例はCD4陽性T細胞にクロマチン構造が類似していることが比較解析より明らかとなった。
またATAC-seqデータの詳細な解析により、ATL症例では転写開始点周辺のヌクレオソームの配置が健常人の血球サンプルと比較してまばらでヌクレオソームフリーな領域が多く、クロマチン構造が大きく崩れていることが示唆された。
ATL症例と全ての血球分画のクロマチン構造を比較解析することで、どのATL症例でもクロマチンが開いているにも関わらず他の血球分画ではクロマチンが閉じている領域が複数あることが明らかとなった。それらの領域周辺にある遺伝子に着目し、mRNAの発現を調べることで、ATL症例で特異的に機能している遺伝子の絞り込みを行った。それらの1つは先行研究で報告のあるEVC遺伝子であり、他の遺伝子もATL症例で重要な機能を持つのではないかと考えられ機能解析を進めている。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] HTLV-1 Alters T Cells for Viral Persistence and Transmission (2018)
  • Author(s): Tanaka Azusa、Matsuoka Masao
  • Journal Title: Frontiers in Microbiology Volume: 9 Pages: 461-461
  • DOI: 10.3389/fmicb.2018.00461
  • NAID: 120006697284
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Autologous Induced Stem Cell-Derived Retinal Cells for Macular Degeneration (2017)
  • Author(s): M. Mandai, A. Watanabe, Y. Kurimoto, 他36名
  • Journal Title: New England Journal of Medicine Volume: 376 Issue: 11 Pages: 1038-1046
  • DOI: 10.1056/nejmoa1608368
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Myotonic dystrophy type 1 patient-derived iPSCs for the investigation of CTG repeat instability. (2017)
  • Author(s): Ueki J, Nakamori M, Nakamura M, Nishikawa M, Yoshida Y, Tanaka A, Morizane A, Kamon M, Araki T, Takahashi MP, Watanabe A, Inagaki N, Sakurai H.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 13 Issue: 1 Pages: 42522-42522
  • DOI: 10.1038/srep42522
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] OVOL2 Maintains the Transcriptional Program of Human Corneal Epithelium by Suppressing Epithelial-to-Mesenchymal Transition (2016)
  • Author(s): ④K. Kitazawa, T. Hikichi, T. Nakamura, K. Mitsunaga, A. Tanaka, M. Nakamura, T. Yamakawa, S. Furukawa, M. Takasaka, N. Goshima, A. Watanabe, K. Okita, S. Kawasaki, M. Ueno, S. Kinoshita, S. Masui
  • Journal Title: Cell Reports Volume: 15 Issue: 6 Pages: 1359-1368
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2016.04.020
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Epigenetic Variation between Human Induced Pluripotent Stem Cell Lines Is an Indicator of Differentiation Capacity (2016)
  • Author(s): ③M. Nishizawa, K. Chonabayashi, M. Nomura, A. Tanaka, M. Nakamura, A. Inagaki, M. Nishikawa, I. Takei, A. Oishi, K. Tanabe, M. Ohnuki, H. Yokota, M. Koyanagi-Aoi, K. Okita, A. Watanabe, A. Takaori-Kondo, S. Yamanaka, Y. Yoshida
  • Journal Title: Cell Stem Cell Volume: 19 Issue: 3 Pages: 341-354
  • DOI: 10.1016/j.stem.2016.06.019
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Dynamic Changes of Chromatin Structure and Transcriptome By Transient Expression of HTLV-1 Tax in ATL Cells (2018)
  • Author(s): Daisuke Kurita, Jun-ichirou Yasunaga, Azusa Tanaka, Mahgoub Mohamed and Masao Matsuoka
  • Organizer: ASH annual meeting 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 間欠的HTLV-1 Tax発現に伴うクロマチン構造およびトランスクリプトーム変化 (2018)
  • Author(s): 栗田 大輔, 安永 純一朗, 田中 梓, マハジョウブモハメド, 松岡 雅雄
  • Organizer: 第77回日本癌学会学術総会
• [Presentation] 成人T細胞白血病細胞のクロマチン構造解析 (2017)
  • Author(s): 田中 梓, 安永 純一朗, 藤本 明洋, 松岡 雅雄
  • Organizer: 第4回日本HTLV-1学会学術集会
• [Presentation] Human T-cell leukemia virus alters the epigenetic landscape and core regulatory circuitry in infected cells (2017)
  • Author(s): Azusa Tanaka, Jun-ichirou Yasunaga, Masao Matsuoka, Akihiro Fujimoto
  • Organizer: Keystone Symposia Conference: Single Cell Omics
• [Presentation] Dynamics of Epigenome During Cardiac Differentiation: A New Approach to Chromatin Status at Ultra-low Level (2015)
  • Author(s): 田中梓、中村正裕、渡辺亮
  • Organizer: 第40回内藤コンファレンス
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2015-09-15