Characterization of chromatin replication associated with stem cell fate decision

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Mechanisms underlying replication of non-genomic codes that mediate plasticity and robustness for cellular inheritance
• Project/Area Number: 19H05746
• 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: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Iwama Atsushi 東京大学, 医科学研究所, 教授 (70244126)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北村 俊雄 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 名誉教授 (20282527)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2024-03-31
• Keywords: 造血幹細胞 / 運命制御 / 自己複製 / エピジェネティクス

Outline of Final Research Achievements

We succeeded to perform Hi-C and RNA-seq analysis using the same single cells. We applied this method to two daughter cells from hematopoietic cells. The obtained data suggested the combination of transcriptome and higher order chromatin structure data is powerful to define symmetric versus asymmetric stem cell division. Further analysis would clarify the epigenetic mechanism that determines the fate decision of hematopoietic stem cells: self-renewal versus differentiation.

Free Research Field

幹細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

造血幹細胞の分裂により生じる2つの娘細胞の解析において、Hi-CとRNA-seqデータを同一１細胞から同時取得が可能となった。RNA-seqと高次クロマチン構造データの統合を進めることにより、造血幹細胞のクロマチン複製様式とその自己複製・分化の運命制御機構が明らかになるものと期待される。また、骨髄系血液腫瘍において頻用されるDNAメチル化阻害剤の耐性に関わる分子として、ユビキチンE3リガーゼTOPORSを同定した。DNAメチル化阻害剤とTOPORSの機能抑制の併用が有望な新規治療戦略となりうることが示され、新規創薬につながることが期待される。