生体内ニューロン分化における高時間解像度・多階層クロマチンポテンシャルの解析
Publicly Offered Research
| Project Area | Chromatin potential for gene regulation |
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| Project/Area Number |
21H00242
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
岸 雄介 東京大学, 定量生命科学研究所, 准教授 (00645236)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
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| Keywords | ニューロン / クロマチン / 核 / 分化 / 大脳新皮質 / 神経幹細胞 / scATAC-seq |
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| Outline of Research at the Start |
発生過程において、幹細胞が機能細胞に分化する過程では、必要な遺伝子や不要な遺伝子のクロマチン構造が次々に変化し、その後の遺伝子発現を制御する。本研究では、生体内において神経幹細胞が成熟ニューロンに分化する過程で起こる様々なイベントについて、どのゲノム領域で形成されたクロマチンポテンシャルが、その後どのように遺伝子発現に影響し、最終的にニューロンの機能にどういった影響を与えるか、を明らかにすることを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、生体内ニューロンの発生過程の一つである神経活動依存的な分化における、クロマチン構造・核の形態変化に着目して研究を進めた。
ニューロン可塑性は、外界からの刺激に応じてその性質を変化させる能力のことであり、私たちが覚えたり忘れたりするときのベースとなるメカニズムである。興味深いことにこれまでの研究において、ニューロンが刺激に応じて遺伝子発現パターンを変化させるときに、核の形が大きく変形して陥入することが知られており、これが遺伝子発現の応答性に寄与することが示唆されていた。私たちは、生体内のニューロンにて生理的な刺激でも同じことが観察されるかを調べるために、視覚刺激に応答する視覚野ニューロンの核の形態をタイムラプスイメージングにて調べた。その結果、高い時間解像度で核の形態変化を捉えることができ、若齢ニューロンでは15-20分の間に核が陥入することがわかった。一方、老化に伴ってニューロン可塑性は低下するが、老齢ニューロンでは核の変形は観察されなかった。またこのとき、核のかたさを原子間力顕微鏡で調べたところ、老齢ニューロンの核は若齢ニューロンよりかたくなっていることがわかった。この結果から、核がかたくなることでフレキシブルに核が変形できなくなったことが、老化に伴う遺伝子発現応答性の低下、ひいてはニューロン可塑性の低下の原因である可能性が示唆された（Frey et al., bioRxiv, 2022）。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(21 results)
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[Journal Article] UTX deficiency in neural stem/progenitor cells results in impaired neural development, fetal ventriculomegaly, and postnatal death2022
Author(s)
Koizumi M, Eto H, Saeki M, Seki M, Fukushima T, Mukai S, Ide H, Sera Y, Iwasaki M, Suzuki Y, Tohei A, Kishi Y, Honda H.
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Journal Title
FASEB journal
Volume: 36(12)
Issue: 12
Pages: 22662-22662
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] Age-associated reduction of nuclear shape dynamics in excitatory neurons of the visual cortex2022
Author(s)
Tanita Frey, Tomonari Murakami, Koichiro Maki, Takumi Kawaue, Ayaka Sugai, Naotaka Nakazawa, Taiji Adachi, Mineko Kengaku, Kenichi Ohki, Yukiko Gotoh, Yusuke Kishi
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Journal Title
bioRxiv
Volume: -
Pages: 504704-504704
DOI
Related Report
Open Access
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[Journal Article] HMGB1-mediated chromatin remodeling attenuates Il24 gene expression for the protection from allergic contact dermatitis2021
Author(s)
Senda N, Yanai H, Hibino S, Li L, Mizushima Y, Miyagaki T, Saeki M, Kishi Y, Hangai S, Nishio J, Sugaya M, Taniguchi T, Sato S
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Journal Title
Proc Natl Acad Sci U S A
Volume: 118
Issue: 1
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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