Analysis of chromatin structure in degenerating neurons

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H02723
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 51030:Pathophysiologic neuroscience-related
• Research Institution: Niigata University (2021-2022); Doshisha University (2018-2020)
• Principal Investigator: Yamanaka Tomoyuki 新潟大学, 脳研究所, 准教授 (00381575)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 貫名 信行 同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (10134595) ; 岩田 淳 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (40401038) ; 下郡 智美 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (30391981)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ハンチントン病 / トランスクリプトーム / クロマチン / 転写因子

Outline of Final Research Achievements

We performed detail analyses of the transcriptional dysregulation focusing on the neurons affected in Huntington's disease. First, we knocked down NF-Y, a transcription factor shown to be affected in Huntington’s disease, in mouse brain, and then collected the knockdown cells by FACS and subjected them to RNA-seq analysis. We found a neuron-specific ER transcriptome affected by NF-Y dysfunction in brain neurons (Yamanaka et al. Sci Rep. 2020). We also collected striatal medium spiny neurons, the most vulnerable neurons in Huntington's disease, by FACS from mouse disease model, and performed RNA-seq analysis. We identified novel transcriptome dysregulated before the neurodegeneration (Miyazaki, Yamanaka et al. J Biol Chem. 2020).

Free Research Field

分子神経病態学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ハンチントン病のモデル脳等を使った遺伝子発現解析は多数報告されているが、これらが実際に変性神経細胞の中での変化なのか、グリアなど周りの細胞の応答反応をみているのか、その判断は難しい。本研究では、変性過程にある細胞のみをFACSで回収し網羅的に遺伝子発現解析を行うことにより、ハンチントン病で障害される新たなトランスクリプトームを同定することに成功した。一方、ヒストン修飾に大きな差は見られておらず、これ以外のクロマチン構造変化が関わっていると考えられ、現在も解析を進めている。このメカニズムの制御はより広範の遺伝子発現を正常化できると期待されその同定が急がれる。