2018 Fiscal Year Annual Research Report
Chromatin accessibility dynamics during early embryogenesis
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16K20975
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中村 遼平 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (30756458)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 転写因子 / クロマチン３次元構造 / リプログラミンング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脊椎動物の発生の初期段階において、受精卵はリプログラミングを受け、分化多能性を持つ細胞集団(胞胚期)を作る。この過程において、親から受け継いだクロマチンのエピジェネティック修飾パターンは、多能性細胞の転写状態を制御するためのパターンに戻される。DNAメチル化やヒストン修飾については受精直後の動態が明らかにされつつあるが、それを制御すると考えられる転写因子のクロマチンへの結合動態については、初期胚の細胞数の少なさなどの問題から解析されていない。本研究は転写因子の結合を少数細胞から網羅的に解析できるATAC-seqと、受精直後の胚を大量に得られるメダカを用いることで、今まで未知であった胞胚期以前の転写因子結合動態を記載し、クロマチンのリプログラミングの転写因子による制御機構を解明する。 平成28年度までに転写因子結合部位を同定することができた。特に、受精後の胚性遺伝子活性化が起こる時期にオープンクロマチン領域が出現することを示した。平成29年度では、これらオープンクロマチンがクロマチンの3次元構造と密接に関連していることを明らかにした。特に、受精後、オープンクロマチンが生じるのとほぼ同時にクロマチンの3次元構造の一つであるコンパートメントが形成されることが明らかになった。一方で、オープンクロマチンが形成された胞胚期においてはまだクロマチンのループ構造ができていないことも明らかになった。
最終年度である平成30年度では、ループ構造が胞胚期よりも後の原腸形成期形成されるが、インシュレータータンパク質であるCTCFはそのループの基部に胞胚期よりも以前から結合していることを明らかにした。以上により、初期胚のリプログラミング過程における転写因子結合動態を記載し、それとクロマチン３次元構造動態との関連を明らかにした。
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