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クロマチン構造変化の可視化によるニューロン分化遺伝子群制御機構の解明

Publicly Offered Research

Project AreaDynamic chromatin structure and function
Project/Area Number 16H01297
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

岸 雄介  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 講師 (00645236)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywordsニューロン / 神経幹細胞 / クロマチン / ポリコーム / 神経発生 / FISH
Outline of Annual Research Achievements

ニューロンは、神経突起やシナプスなどの特徴的な形質を持ち、分化に伴って多くのニューロン特異的な遺伝子群を発現することでその機能を発揮している。ニューロンは神経幹細胞から、主に発生期に産生されるため、神経幹細胞でのニューロン分化能が適切に制御される必要がある。本研究では、神経幹細胞におけるニューロン分化能がどのように制御され、それがニューロン分化過程での適切な機能発現にどのように重要か、クロマチン構造に着目して研究を進めた。
神経幹細胞におけるニューロン分化能は、ニューロン分化関連遺伝子の転写状態によって規定されるが、これまでの研究でポリコーム群タンパク質(PcG)がニューロン分化関連遺伝子を抑制していることが明らかになっていた。このPcGに着目したところ、ニューロン分化期においてはPcGがヒストンユビキチン化という修飾によって「一過的に(可逆的に)」ニューロン関連遺伝子を抑制しているために、誘導シグナルに応答してPcGが外れ、ニューロン関連遺伝子が活性化しニューロンが産生されることがわかった。一方グリア分化期ではPcGはヒストンユビキチン化ではなく染色体の凝集により「がっちりと」ニューロン関連遺伝子を抑制しているために、ニューロン誘導シグナルに応答してPcGがニューロン関連遺伝子から外れることはもはやなく、神経幹細胞はニューロンを作れなくなっていることが明らかとなった。すなわち、PcGの機能の使い分けこそが神経幹細胞のニューロン分化能の制御に重要である、という新しい仮説を提唱した(Tsuboi, Kishi et al., Dev. Cell, 2018)。
また、本研究に関連して、神経発生におけるクロマチン構造とその意義について、最近の進展を英文総説にまとめた(Kisehi and Gotoh, Front. Neurosci., 2018)。

Research Progress Status

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 7 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Ubiquitination-independent repression of PRC1 targets during neuronal fate restriction in the developing mouse neocortex2018

    • Author(s)
      Masafumi Tsuboi, Yusuke Kishi, Wakana Kyozuka, Haruhiko Koseki, Yusuke Hirabayashi, and Yukiko Gotoh*
    • Journal Title

      Developmental Cell

      Volume: 47 Issue: 6 Pages: 758-772

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2018.11.018

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Regulation of Chromatin Structure During Neural Development2018

    • Author(s)
      Yusuke Kishi and Yukiko Gotoh
    • Journal Title

      Frontiers in Neuroscience

      Volume: 12 Pages: 874-874

    • DOI

      10.3389/fnins.2018.00874

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 神経幹細胞の増殖期からニューロン分化期への転換2019

    • Author(s)
      岸雄介
    • Organizer
      第346回熊本大学発生研セミナー
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 神経発生におけるペリセントロメア領域の役割2018

    • Author(s)
      岸雄介、木下隆太、後藤由季子
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Chromatin regulation of neural stem cell fate during neocortical development2018

    • Author(s)
      Yusuke Kishi, Hikaru Eto, Haruhiko Koseki and Yukiko Gotoh
    • Organizer
      2018 Joint Meeting between The Neurodevelopmental Biology Section of The Korean Society for Molecular and Cellular Biology and Japanese Developmental
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Chromatin regulation of neural stem cell fate during neocortical development2018

    • Author(s)
      Yusuke Kishi, Masafuji Tsuboi, Naohiro Kuwayama, Yusuke Hirabayashi, Yukiko Gotoh
    • Organizer
      International Society for Developmental Neuroscience (ISDN) 2018 in Nara
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] クロマチン制御による神経幹細胞の運命制御機構2017

    • Author(s)
      岸雄介、平林祐介、衛藤光、桑山尚大、鈴木穣、古関明彦、後藤由季子
    • Organizer
      第69回日本細胞生物学会大会
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] クロマチン制御による神経幹細胞の運命制御機構2017

    • Author(s)
      岸雄介、後藤由季子
    • Organizer
      Active Motif Tokyo Chromatin Club 2nd Meeting
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 神経発生をin vivoで理解するための技術開発 - 非造血系組織の生体内における発生理解に向けて -2017

    • Author(s)
      岸雄介
    • Organizer
      ConBio2018
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Polycomb複合体による神経幹細胞の運命制御機構2017

    • Author(s)
      岸雄介、平林祐介、衛藤光、桑山尚大、鈴木穣、古関明彦、後藤由季子
    • Organizer
      ConBio2018
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] クロマチン制御による神経幹細胞の運命制御機構2017

    • Author(s)
      岸雄介、平林祐介、衛藤光、桑山尚大、鈴木穣、古関明彦、後藤由季子
    • Organizer
      第11回日本エピジェネティクス研究会年会
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Book] Clinical Calcium2017

    • Author(s)
      木下隆太、岸雄介、後藤由季子
    • Total Pages
      5
    • Publisher
      医薬ジャーナル
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-04-26   Modified: 2019-12-27  

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