2022 Fiscal Year Annual Research Report
複製サイクルにおけるエピゲノム情報と高次クロマチン構造との連携の解明
| Project Area | Mechanisms underlying replication of non-genomic codes that mediate plasticity and robustness for cellular inheritance |
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| Project/Area Number |
19H05744
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
油谷 浩幸 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任研究員 (10202657)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Keywords | エピゲノム / 一細胞解析 / クロマチン高次構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
エピゲノム情報が非対称分裂現象の過程でどのように複製され、変化するかを明らかにするために１細胞マルチオミクス解析技術を確立すべく、研究開発を進めた。
AFPを産生するヒト胃がん由来オルガノイド細胞株を用いた一細胞トランスクリプトームおよびATAC解析によって、オルガノイド細胞集団内において分化刺激によって肝細胞あるいは腸管細胞それぞれに特異的な遺伝子発現を示す異なる細胞系譜細胞への分化が誘導された。ロングリードシーケンサーを用いた一細胞RNAアイソフォームの解析により、肝細胞系譜への分化に関わる転写因子においてプロモータースイッチが観察された。さらに制御ネットワークを解明すべくトランスクリプトームとATAC解析を同一細胞で実施するマルチオーム解析に着手した。胎児形質型胃がん組織の組織内の細胞不均一性を明らかにすべく、空間トランスクリプトーム解析を8症例で実施した。
１細胞レベルのマルチオミクス解析による非ゲノム情報複製の解明に向けて、１細胞Hi-Cと１細胞RNA-seqを融合させる新技術の開発を継続するとともに、クロマチン高次構造と遺伝子発現との関連をより詳しく検討するため、全核レベルでの染色体配置に加えて遺伝子レベルでのクロマチン高次構造を定量的に捉える手法を新たに開発した。本領域内共同研究として岩間らとの連携により、造血幹細胞の非対称分裂に際してのエピゲノム複製を明らかにすべく、造血幹細胞の娘細胞の多様性を検討した。遺伝子発現やクロマチン高次構造に基づくクラスタ解析を行なって娘細胞のデータと比較し、造血幹細胞の娘細胞には自己複製された造血幹細胞以外に分化前駆細胞や分化細胞が産生されることを示唆する結果が得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究実績の概要に記した通り、前年度に引き続き新たなアッセイ系の開発・導入に加えて、新たな生物学的知見を得ることができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
オルガノイド培養系を用いた一細胞マルチオーム解析データおよび胎児形質型胃がんの空間トランスクリプトームデータを統合して肝細胞系譜への分化に伴うALB/AFP/AFM遺伝子座の転写制御機構について解明を目指す。
血液幹細胞の実験系において幹細胞の自己複製と細胞分化が再現できることが判明したので、引き続きクロマチン高次構造と遺伝子発現との関連を解明する。そのために同じ１細胞から遺伝子発現・全核レベルでの染色体配置・遺伝子レベルでのクロマチン高次構造に関するデータを同時取得して蓄積し、三者の相互関係や自己複製・分化調節との関係について検討する。
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Research Products
(10 results)
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[Journal Article] TEAD1 trapping by the Q353R?Lamin A/C causes dilated cardiomyopathy2023
Author(s)
Yamada Shintaro、Ko Toshiyuki、Ito Masamichi、Sassa Tatsuro、Nomura Seitaro、Okuma Hiromichi、Sato Mayuko、Imasaki Tsuyoshi、Kikkawa Satoshi、Zhang Bo、Yamada Takanobu、Seki Yuka、Fujita Kanna、Katoh Manami、Kubota Masayuki、Hatsuse Satoshi、Katagiri Mikako、…、Nitta Ryo、Aburatani Hiroyuki、Komuro Issei
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Journal Title
Science Advances
Volume: 9
Pages: 7047
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Multiancestry genomic and transcriptomic analysis of gastric cancer2023
Author(s)
Totoki Yasushi、Saito-Adachi Mihoko、Shiraishi Yuichi、Komura Daisuke、Nakamura Hiromi、Suzuki Akihiro、Tatsuno Kenji、Rokutan Hirofumi、Hama Natsuko、…、Ohshima Takashi、Rino Yasushi、Yeoh Khay Guan、So Jimmy、Sanghvi Kaushal、Soong Richie、…、Tan Patrick、Ishikawa Shumpei、Aburatani Hiroyuki、Shibata Tatsuhiro
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Journal Title
Nature Genetics
Volume: 55
Pages: 581～594
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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