クロマチン構造と遺伝子発現を接続する一細胞時系列モデリング
Publicly Offered Research
| Project Area | Mechanisms underlying replication of non-genomic codes that mediate plasticity and robustness for cellular inheritance |
|---|
| Project/Area Number |
20H05393
|
|---|
| 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 | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
前原 一満 九州大学, 生体防御医学研究所, 助教 (90726431)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
|
| Budget Amount *help |
¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
|
|---|
| Keywords | クロマチン / マルチオミクス / 一細胞 / 状態空間モデル |
|---|
| Outline of Research at the Start |
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。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
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。
|
| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Report
(2 results)
Research Products
(16 results)
-
[Journal Article] Relayed signaling between mesenchymal progenitors and muscle stem cells ensures adaptive stem cell response to increased mechanical load.2021
Author(s)
Kaneshige A, Kaji T, Zhang L, Saito H, Nakamura A, Kurosawa T, Ikemoto-Uezumi M, Tsujikawa K, Seno S, Hori M, Saito Y, Matozaki T, Maehara K, Ohkawa Y, Potente M, Watanabe S, Braun T, Uezumi A, Fukada SI.
-
Journal Title
Cell Stem Cell.
Volume: 29
Issue: 2
Pages: 265-280
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
-
-
[Journal Article] Modeling population size independent tissue epigenomes by ChIL-seq with single thin sections.2021
Author(s)
Maehara K, Tomimatsu K, Harada A, Tanaka K, Sato S, Fukuoka M, Okada S, Handa T, Kurumizaka H, Saitoh N, Kimura H, Ohkawa Y.
-
Journal Title
Mol Syst Biol.
Volume: 17
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
