2018 Fiscal Year Annual Research Report
Identification of chromatin regulatory mechanism in heart development.
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17K15040
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中村 正裕 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任研究員 (40634449)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 心筋 / クロマチン / シングルセル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
クロマチン構造は染色体上の様々な位置で開閉することにより転写因子と協調し、遺伝子発現を調節し、発生・分化段階における細胞の状態を制御しているが、ヒト心筋分化過程において各々のクロマチン構造がどのような順番で変化していくかは知られていない。申請者は、ヒト心筋分化過程におけるクロマチン構造の変化に興味を持ち、100細胞程度の微量細胞数を用いたクロマチン構造解析法（改良版ATAC-seq）を開発している。本研究では、今までは細胞数が少なく解析が困難であった、ヒト多能性幹細胞から心筋細胞への分化各段階におけるクロマチン構造解析（オープンクロマチン領域の同定）及びシングルセル発現解析を行い、心筋分化を促進させる新規転写因子を同定し、また、新規転写因子が心筋細胞のクロマチン構造をどう変化させうるのかを、少数細胞を用いたChIP-seq解析およびシングルセル発現解析を用いることによって明らかにすることを目的とした。申請者は、改良版ATAC-seqを用いて、ヒト多能性幹細胞から心筋細胞への分化各段階における、オープンクロマチン領域を1塩基レベルで同定した。タイムポイントとしては、シングルセル発現解析にて用いた分化前(Day0)、分化初期(Day5)、分化中期(Day9)、分化後期(Day30)を選択し、各サンプル間の比較、差分を行い、各時期に特異的なオープンクロマチン領域を同定することができた。また、シングルセル遺伝子発現解析を用いて、分化初期から中期 (Day5→Day9)に心筋特異的遺伝子の発現の上昇がみられ、主成分分析においても大きな軌跡の変化を認めることを示した。分化特異的オープンクロマチン解析では新規転写因子の同定に成功した。今後これら転写因子の心筋分化における役割の解明を目指す。
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