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2019 Fiscal Year Annual Research Report

クロマチン組成が規定する骨格筋分化制御機構の解明

Research Project

Project/Area Number 17H03608
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

大川 恭行  九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (80448430)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywordsクロマチン / ヒストンバリアント / 骨格筋分化
Outline of Annual Research Achievements

細胞分化では、転写因子、ヒストン修飾を始めとする様々なエピゲノム制御により、一群の分化関連遺伝子が選択的に発現する。近年、ヒストンバリアントが特定の組成比でクロマチン構造を形成し、ゲノム上の遺伝子の選択から転写量調節まで幅広く関与していることが明らかとなった。しかし、その成立機序や機能は未だ不明な点が多い。そこで、本研究では骨格筋幹細胞から成熟した筋組織に至る過程の様々な前駆細胞、成熟筋組織に至る過程で、ヒストンバリアントが分化遺伝子の選択から、発現後の転写レベル調節を行う際のゲノム上のクロマチン組成とその機能解明を行った。まず、新規に同定したヒストンH3バリアントH3mm7, H3mm13,H3mm18は骨格筋に特異的に発現しており、その選択は、遺伝子の選択的な転写誘導に加えて転写量調節に関与することが明らかとなった。H3mm7は2018年に論文発表を行った。そこで、H3mm18について全ゲノムレベルで遺伝子発現の選択性を検討したところ、H3mm18の取り込みはH3.3と同様の機序で制御されていることが明らかとなり、遺伝子の選択的な制御はH3.3の取り込みを行うシャペロンおよびシャペロンを輸送する転写因子により行われていることが明らかとなった。一方で、H3mm18の取り込みは一過的であり、クロマチン構造としての寄与より、むしろH3.3シャペロンの取り込みの攪乱を行っている可能性が明らかとなった。H3mm18による多角的な発生、分化、組織形成制御の解明を行った。H3mm18のノックアウトマウスを樹立し解析を進め、H3mm18においては骨格筋再生過程において無秩序な遺伝子発現状態がが一過的に形成された。これらは現在投稿準備中である。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (20 results)

All 2020 2019

All Journal Article (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 12 results,  Open Access: 12 results) Presentation (6 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] The role of galanin in the differentiation of mucosal mast cells in mice.2020

    • Author(s)
      Yamaguchi T, Ikeda Y, Tashiro K, Ohkawa Y, Kawabata K
    • Journal Title

      Eur J Immunol.

      Volume: 50 Pages: 110-118

    • DOI

      doi: 10.1002/eji.201848061.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Chromatin-bound CRM1 recruits SET-Nup214 and NPM1c onto HOX clusters causing aberrant HOX expression in leukemia cells.2019

    • Author(s)
      Oka M, Mura S, Otani M, Miyamoto Y, Nogami J, Maehara K, Harada A, Tachibana T, Yoneda Y, Ohkawa Y
    • Journal Title

      Elife

      Volume: 8 Pages: e46667

    • DOI

      doi: 10.7554/eLife.46667.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cell competition corrects noisy Wnt morphogen gradients to achieve robust patterning in the zebrafish embryo.2019

    • Author(s)
      Akieda Y, Ogamino S, Furuie H, Ishitani S, Akiyoshi R, Nogami J, Masuda T, Shimizu N, Ohkawa Y, Ishitani T
    • Journal Title

      Nat Commun.

      Volume: 10 Pages: 4710

    • DOI

      doi: 10.1038/s41467-019-12609-4.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Sustained expression of HeyL is critical for the proliferation of muscle stem cells in overloaded muscle.2019

    • Author(s)
      Fukuda S, Kaneshige A, Kaji T, Noguchi YT, Takemoto Y, Zhang L, Tsujikawa K, Kokubo H, Uezumi A, Maehara K, Harada A, Ohkawa Y, Fukada SI
    • Journal Title

      Elife

      Volume: 8 Pages: e48284

    • DOI

      doi: 10.7554/eLife.48284.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Calcineurin Broadly Regulates the Initiation of Skeletal Muscle-Specific Gene Expression by Binding Target Promoters and Facilitating the Interaction of the SWI/SNF Chromatin Remodeling Enzyme.2019

    • Author(s)
      Witwicka H, Nogami J, Syed SA, Maehara K, Padilla-Benavides T, Ohkawa Y, Imbalzano AN
    • Journal Title

      Mol Cell Biol.

      Volume: 39 Pages: e00063-19

    • DOI

      doi: 10.1128/MCB.00063-19.

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Eleanor ncRNAs activate the topological domain of the ESR1 locus to balance against apoptosis. Nat Commun.2019

    • Author(s)
      Abdalla MOA, Yamamoto T, Maehara K, Nogami J, Ohkawa Y, Miura H, Poonperm R, Hiratani I, Nakayama H, Nakao M, Saitoh N
    • Journal Title

      Nat Commun.

      Volume: 10 Pages: 3778

    • DOI

      doi: 10.1038/s41467-019-11378-4.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Biochemical analysis of nucleosome targeting by Tn5 transposase2019

    • Author(s)
      Sato S, Arimura Y, Kujirai T, Harada A, Maehara K, Nogami J, Ohkawa Y, Kurumizaka H.
    • Journal Title

      Open Biol.

      Volume: 9 Pages: 190116

    • DOI

      doi: 10.1098/rsob.190116.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Dmrt factors determine the positional information of cerebral cortical progenitors via differential suppression of homeobox genes.2019

    • Author(s)
      Konno D, Kishida C, Maehara K, Ohkawa Y, Kiyonari H, Okada S, Matsuzaki F
    • Journal Title

      Development

      Volume: 146 Pages: pii: dev174243

    • DOI

      doi: 10.1242/dev.174243.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Anti-tumour effects of antimicrobial peptides, components of the innate immune system, against haematopoietic tumours in Drosophila mxc mutants.2019

    • Author(s)
      Araki M, Kurihara M, Kinoshita S, Awane R, Sato T, Ohkawa Y, Inoue YH
    • Journal Title

      Dis Model Mech.

      Volume: 12 Pages: dmm037721

    • DOI

      doi: 10.1242/dmm.037721.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Regulation of ectopic heterochromatin-mediated epigenetic diversification by the JmjC family protein Epe1.2019

    • Author(s)
      Sorida M, Hirauchi T, Ishizaki H, Kaito W, Shimada A, Mori C, Chikashige Y, Hiraoka Y, Suzuki Y, Ohkawa Y, Kato H, Takahata S, Murakami Y
    • Journal Title

      PLoS Genet.

      Volume: 15 Pages: e1008129

    • DOI

      doi: 10.1371/journal.pgen.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] CLEC3A, MMP7, and LCN2 as novel markers for predicting recurrence in resected G1 and G2 pancreatic neuroendocrine tumor.2019

    • Author(s)
      Miki M, Oono T, Fujimori N, Takaoka T, Kawabe K, Miyasaka Y, Ohtsuka T, Saito D, Nakamura M, Ohkawa Y, Oda Y, Suyama M, Ito T, Ogawa Y
    • Journal Title

      Cancer Med.

      Volume: 8 Pages: 3748-3760

    • DOI

      doi: 10.1002/cam4.2232.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Macrophage centripetal migration drives spontaneous healing process after spinal cord injury.2019

    • Author(s)
      Kobayakawa K, Ohkawa Y, Yoshizaki S, Tamaru T, Saito T, Kijima K, Yokota K, Hara M, Kubota K, Matsumoto Y, Harimaya K, Ozato K, Masuda T, Tsuda M, Tamura T, Inoue K, Edgerton VR, Iwamoto Y, Nakashima Y, Okada S
    • Journal Title

      Sci Adv.

      Volume: 5 Pages: eaav5086

    • DOI

      doi: 10.1126/sciadv.aav5086.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 遺伝子の発現されやすさはどのように決まるのか?~クロマチンが規定する遺伝子発現制御能力~2019

    • Author(s)
      大川恭行
    • Organizer
      第47回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] Development of chromatin integration labeling technology for single cell multiomics2019

    • Author(s)
      Yasuyuki Ohkawa
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] Spatial epigenomics approached by chromatin integration labeling technology2019

    • Author(s)
      大川恭行
    • Organizer
      Trans-Omics for Advanced Medical Sciences
  • [Presentation] クロマチン挿入法による単一細胞エピゲノム解析2019

    • Author(s)
      大川恭行
    • Organizer
      日本人類遺伝学会第64回大会
  • [Presentation] Chromatin integration labelling Technology for expanding multi-omics2019

    • Author(s)
      Yasuyuki Ohkawa
    • Organizer
      EMBO Symposia: Multi-Omics
  • [Presentation] Chromatin integration labelling technology for expanding multi-omics2019

    • Author(s)
      大川恭行
    • Organizer
      第13回国際ゲノム会議
  • [Book] 実験医学2019

    • Author(s)
      原田 哲仁,大川 恭行
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      羊土社
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 対象核酸の塩基配列を1細胞レベルで並列に検出する方法2020

    • Inventor(s)
      大川 恭行、原田哲仁
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人九州大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2020-017027

URL: 

Published: 2021-01-27  

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