Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
本計画では、独自技術であるChIL法によるマルチオミクスデータの取得と、ホッジ分解を用いた時間構造推定法を組み合わせた遺伝子発現ダイナミクスの時系列解析法を確立することで、クロマチン構成因子と遺伝子発現制御の制御／依存関係を理解する。具体的には、以下の3つの目標を達成しながら計画を遂行する。その概要は、まず、一細胞データの時系列解析を行うための基礎技術を確立（目標1）し、取得したマルチオミクスデータ（目標2）から構築する時系列モデルへの適合度を指標として、分化時の遺伝子発現制御システムの駆動に必須となる、モデルの外部としての非ゲノム因子同定を目指す（目標3）ものである。
本計画では、独自技術であるChIL法によるマルチオミクスデータの取得と、一細胞データの時間構造推定法を組み合わせた遺伝子発現ダイナミクスの時系列解析法を確立することで、クロマチン構成因子と遺伝子発現制御の制御／依存関係の理解することを目指している。具体的には、以下の3つの目標を達成しながら計画を遂行する。まず、一細胞データの時系列解析を行うための基礎技術を確立（目標1）し、取得したマルチオミクスデータ（目標2）から構築する時系列モデルへの適合度を指標として、分化時の遺伝子発現制御システムの駆動に必須となる、モデルの外部としての非ゲノム因子同定を目指す（目標3）ものである。本年度は、組織のエピゲノムデータから転写の動態を抽出する手法を開発し、主著論文として発表を行った。クロマチンによる遺伝子制御のモデルケースとして、筋損傷後の筋衛星細胞の活性化から、骨格筋の再生に至るプロセスを主なターゲットとして解析した。組織切片中の限られた細胞数であっても、高い感度・精度でクロマチン構造や転写因子のゲノムワイド解析ができることを示した。さらに論文では、traveling ratioを応用し、クロマチン構成因子の局在変化を評価するための統計モデルを提案し、骨格筋再生過程における転写とクロマチン構造の時間変化を解析した。また、組織の単一細胞遺伝子発現データに適した細胞特徴抽出法の論文を発表した。クロマチン分野における領域内共同研究の論文成果を得たほか、オミクスデータ解析を支援し計４報の共著論文成果を得た。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Cell Stem Cell.
Volume: 29 Issue: 2 Pages: 265-280
10.1016/j.stem.2021.11.003
PLoS Comput Biol.
Volume: 17 Issue: 11 Pages: e1009579-e1009579
10.1371/journal.pcbi.1009579
Mol Syst Biol.
Volume: 17
Cell Rep.
Volume: 36 Pages: 109569-109569
Nat Commun.
Volume: 12 Issue: 1 Pages: 4416-4416
10.1038/s41467-021-24691-8
120007141968
eLife
Volume: 10
10.7554/elife.66290
The Journal of Biochemistry
Volume: - Issue: 6 Pages: 653-661
10.1093/jb/mvab001
40022687719
EMBO reports
Volume: 22 Issue: 3
10.15252/embr.202051989
Nat Protoc.
Volume: 15 Issue: 10 Pages: 3334-3360
10.1038/s41596-020-0375-8
https://tx.bioreg.kyushu-u.ac.jp/
