癌特異的クリプティック遺伝子プロモーターの転写サイクルプロファイリング

• Project Area: Integral understanding of the mechanism of transcription cycle through quantitative, high-resolution approaches
• Project/Area Number: 15H01343
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 村谷 匡史 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (50730199)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000); Fiscal Year 2016: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2015: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
• Keywords: ゲノム / 遺伝子制御 / プロモーター / エピゲノム / 癌 / 発現制御

Outline of Annual Research Achievements

先行研究では、胃癌の組織においてクリプティックプロモーター活性化が、ゲノム上のポリコーム複合体の結合標的で起こり、癌特異的な遺伝子産物を本来の発現組織とは異なる胃の癌組織で発現している現象が見られた。しかしながら、この研究では癌細胞以外の混在したバルク組織の解析であったため、結果の解釈が難しかった。本研究では肺癌組織をレーザーマイクロダイセクション法で精密に切り分けてChIPおよびRNAseq解析を行い、同様の現象が他の癌でも起こっているという仮説を検証するとともに、癌細胞そのものの解析を行った。その結果、肺癌の癌部分のプロファイルでもポリコーム複合体の標的が再活性化され、典型的な遺伝子構造とは異なる転写産物が発現していることが確認でき、本研究の大きな目標は、仮説を確認する形で達成できた。
転写サイクルプロファイリングではヒストン修飾以外のChIPseq標的の解析も計画していたが、RNAポリメラーゼを含む基本転写因子は手術検体では解析不能であったため、細胞株データとの比較を行い、通常の遺伝子発現と癌特異的に活性化された遺伝子の制御の違いを探索した。
昨年度末に新たに次世代シークエンサーが導入され、RNAseq、ChIPseqともにワークフローが大幅に改善し、組織検体のQCステップで解析不可と考えていた症例でもデータの取得が可能となり、レーザーマイクロダイセクションとバイオバンキング検体の解析がより安定して行えるようになった。また、これまで微量検体解析のワークフローで問題であったChIPseqの解像度の問題が解決できたことは、本研究以外にも波及する大きな技術的進歩となった。
胃癌で見つかったものとは異なる遺伝子群が肺癌では見いだされたため、機能解析と臨床情報の比較などを加えて論文化出来るよう解析を進めている。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The transcription factor MAFK induces EMT and malignant progression of triple-negative breast cancer cells through its target GPNMB (2017)
  • Author(s): Yukari Okita, Minori Kimura, Rudy Xie, Chen Chen, Larina Tzu-Wei Shen, Yurika Kojima, Hiroyuki Suzuki, Masafumi Muratani, Masao Saitoh, Kentaro Semba, Carl-Henrik Heldin, Mitsuyasu Kato
  • Journal Title: Science Signaling Volume: 10 Issue: 474 Pages: 11-11
  • DOI: 10.1126/scisignal.aak9397
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Comprehensive benchmarking reveals H2BK20 acetylation as a distinctive signature of cell-state-specific enhancers and promoters. (2016)
  • Author(s): Kumar V, Rayan NA, Muratani M, Lim S, Elanggovan B, Lixia X, Lu T, Makhija H, Poschmann J, Lufkin T, Ng HH, Prabhakar S.
  • Journal Title: Genome Research Volume: 26 Issue: 5 Pages: 612-623
  • DOI: 10.1101/gr.201038.115
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] より柔軟に、より低コストでー筑波大学のNGS解析プラットフォーム (2017)
  • Author(s): 村谷匡史
  • Organizer: 冬の若手ワークショップ
  • Place of Presentation: 一宮シーサイドオーツカ・千葉県・一宮町
  • Year and Date: 2017-01-30
• [Remarks] トランスボーダー医学研究センター ゲノム生物学分野
  • URL: http://www.md.tsukuba.ac.jp/tmrc/foundation_core/gb/genome-biology.html