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神経幹細胞の全発生過程における非ゲノム情報制御の重要性の解析

Publicly Offered Research

Project AreaMechanisms underlying replication of non-genomic codes that mediate plasticity and robustness for cellular inheritance
Project/Area Number 22H04687
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, 定量生命科学研究所, 准教授 (00645236)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Keywords神経発生 / 神経幹細胞 / ニューロン / エピゲノム / クロマチン / Hi-C / シングルセル解析 / Utx / H3K27me3
Outline of Research at the Start

組織幹細胞は、発生期を通じてその役割を変化させながら、機能的な組織を構築する。大脳を構築する大脳神経幹細胞は、エピブラスト(胚盤葉上層)から誘導された外胚葉が神経板となり、続いて管状の神経管を形成し、そして最も前側に位置する神経上皮細胞から分化する。本研究では、エピブラストから神経系に誘導されてニューロン・アストロサイトを産生するまでの神経幹細胞の全発生過程における運命転換の基盤となる非ゲノム情報(ポリコーム関連因子、オープンクロマチン領域)の重要性を明らかにすることを目指す。

Outline of Annual Research Achievements

我々の思考や行動をつかさどる脳は、胎児期から周産期にかけて発達して機能を獲得しする。この過程では遺伝子発現パターンが大きく変化することで、細胞の運命が次々に転換していくため、遺伝子発現をつかさどる非ゲノム情報の役割は重要である。本研究では、脳が形成される最初期から実際に脳機能が獲得されるまでの期間において、クロマチン構造やエピジェネティック修飾といった非ゲノム情報が果たす役割を明らかにすることを目的とした。
私たちは、神経幹細胞の増殖・分化にポリコーム群タンパク質と拮抗する活性型エピゲノム因子であるUtxが重要であることを明らかにした(Koizumi et al., FASEB J., 2022)。また、神経幹細胞の制御に重要な役割を果たすHmga2の分子機能の詳細を明らかにした(Kuwayama et al., Nat. Commun., 2023)。さらに、脳機能が獲得される発生後期過程や機能が低下する老化過程ででニューロンの核の形態や物理的性質がダイナミックに変化することを明らかにした(Frey et al., Aging Cell, 2023)。これらの研究はほぼ全て生体内の脳から採取したサンプルを用いて遂行したが、そのために生体内の神経系細胞に適切に遺伝子導入を行う手法の開発した(Kishi et al., bioRxiv, 2023)。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2024 2023 2022 2020 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 5 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 8 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Miyoshi G, Ueta Y, Yagasaki Y, Kishi Y, Fishell G, Machold RP, Miyata M2024

    • Author(s)
      Developmental trajectories of GABAergic cortical interneurons are sequentially modulated by dynamic FoxG1 expression level
    • Journal Title

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      Volume: 121 Issue: 16

    • DOI

      10.1073/pnas.2317783121

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Frey T, Murakami T, Maki K, Kawaue T, Tani N, Sugai A, Nakazawa N, Ishiguro K, Adachi T, Kengaku M, Ohki K, Gotoh Y & Kishi Y2023

    • Author(s)
      Age-associated reduction of nuclear shape dynamics in excitatory neurons of the visual cortex
    • Journal Title

      Aging Cell

      Volume: 22 Issue: 9 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1111/acel.13925

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] HMGA2 directly mediates chromatin condensation in association with neuronal fate regulation2023

    • Author(s)
      Kuwayama Naohiro、Kujirai Tomoya、Kishi Yusuke、Hirano Rina、Echigoya Kenta、Fang Lingyan、Watanabe Sugiko、Nakao Mitsuyoshi、Suzuki Yutaka、Ishiguro Kei-ichiro、Kurumizaka Hitoshi、Gotoh Yukiko
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 6420-6420

    • DOI

      10.1038/s41467-023-42094-9

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [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.
    • Journal Title

      FASEB journal

      Volume: 36(12) Issue: 12 Pages: 22662-22662

    • DOI

      10.1096/fj.202201002rr

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [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
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: - Pages: 504704-504704

    • DOI

      10.1101/2022.08.22.504704

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] In utero gene transfer system for embryos before neural tube closure reveals a role for Hmga2 in the onset of neurogenesis2020

    • Author(s)
      Naohiro Kuwayama, Yusuke Kishi*, Yurie Maeda, Yurie Nishiumi, Yutaka Suzuki, Haruhiko Koseki, Yusuke Hirabayashi, Yukiko Gotoh (*Correspondence)
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: - Pages: 086330-086330

    • DOI

      10.1101/2020.05.14.086330

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Presentation] ALTERATIONS IN TRANSCRIPTOME AND CHROMATIN ACCESSIBILITY OF NEURONAL SUBTYPES IN AGED HIPPOCAMPUS.2024

    • Author(s)
      Merve Bilgic, Yukiko Gotoh, Yusuke Kishi
    • Organizer
      第41回 染色体ワークショップ・第22回 核ダイナミクス研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 老齢脳における遺伝子発現の単一細胞プロファイルで明らかにするミクログリアの不均一 性2024

    • Author(s)
      菅井 彩香, Merve Bilgic, 後藤 由季子, 岸 雄介
    • Organizer
      第41回 染色体ワークショップ・第22回 核ダイナミクス研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ニューロンにおけるエピゲノムの役割2024

    • Author(s)
      岸 雄介
    • Organizer
      学術変革3領域(グリアデコード・臨界期生物学・適応回路センサス)合同シンポジウム「細胞多様性-回路多様性-機能多様性」
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] The role of the epigenome in neuronal aging2023

    • Author(s)
      Yusuke Kishi, Mai Saeki, YukikoGotoh
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ALTERATIONS IN TRANSCRIPTOME AND CHROMATIN ACCESSIBILITY OF NEURONAL SUBTYPES IN AGED HIPPOCAMPUS.2023

    • Author(s)
      Merve Bilgic, Yukiko Gotoh, Yusuke Kishi
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 老化脳における遺伝子発現の単一細胞プロファイルで明らかにするミクログリアの不均一性2023

    • Author(s)
      Ayaka Sugai, Merve Bilgic, Yukiko Gotoh, Yusuke Kishi
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ニューロンの老化における抑制性エピゲノム変化の解析2023

    • Author(s)
      岸 雄介, 佐伯 麻衣, Merve Bilgic, 後藤 由季子
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ニューロンにおける核ダイナミクス2023

    • Author(s)
      岸 雄介, Tanita Frey, _田 侑, 牧 功一郎, 安達 泰治, 後藤 由季子
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 老化脳における遺伝子発現の単一細胞プロファイルで明らかにするミクログリアの不均一性2023

    • Author(s)
      菅井 彩香, Merve Bilgic, 後藤 由季子, 岸 雄介
    • Organizer
      BioUT
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] The role of epigenome in neuronal aging2023

    • Author(s)
      Yusuke Kishi, Mai Saeki, Yukiko Gotoh
    • Organizer
      The 16th Annual Meeting and Korea-Japan Joint Meeting for Developmental Neuroscientists
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Analysis of complex brain development by single-cell transcriptome profiling of ferret neural progenitors2023

    • Author(s)
      Merve Bilgic、Fumio Matsuzaki
    • Organizer
      The 16th Annual Meeting and Korea-Japan Joint Meeting for Developmental Neuroscientists
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ニューロン老化におけるエピゲノムの役割の解明2022

    • Author(s)
      岸雄介、佐伯麻衣、Merve Bilgic、後藤由季子
    • Organizer
      第95回日本生化学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ニューロン老化におけるエピゲノムの役割2022

    • Author(s)
      岸雄介、佐伯麻衣、Merve Bilgic、後藤由季子
    • Organizer
      新学術・学術変革領域合同若手の会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ALTERATIONS IN TRANSCRIPTOME AND CHROMATIN ACCESSIBILITY OF NEURONAL SUBTYPES IN AGED HIPPOCAMPUS2022

    • Author(s)
      Merve Bilgic、後藤由季子、岸雄介
    • Organizer
      新学術・学術変革領域合同若手の会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 老齢マイクログリアにおける転写プロファイルの不均一性の解析2022

    • Author(s)
      菅井彩香、Merve Bilgic、後藤由季子、岸雄介
    • Organizer
      新学術・学術変革領域合同若手の会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Alterations in transcriptome and chromatin accessibility of neuronal subtypes in aged hippocampus2022

    • Author(s)
      Merve Bilgic、後藤由季子、岸雄介
    • Organizer
      The Transcription, Chromatin, and Epigenetics in Aging Conference
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dynamic changes in the chromatin and nuclear state during neuronal differentiation ニューロン分化過程におけるクロマチンと核の変化2022

    • Author(s)
      岸雄介、佐伯麻衣、後藤由季子
    • Organizer
      55th Annual Meeting of the Japanese Society of Developomental Biologists
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Nuclear morphology of cortical excitatory neurons is regulated by visual experience and aging2022

    • Author(s)
      Tanita M. Frey, Tomonari Murakami, Kenichi Ohki, Yukiko Gotoh, Yusuke Kishi
    • Organizer
      Society for Neuroscience 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] ニューロンの核は老化するとシワシワになり、かたくなる

    • URL

      https://www.iqb.u-tokyo.ac.jp/pressrelease/230725/

    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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