神経幹細胞の分化能を規定するDNAメチル化変動の解明

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K06067
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 佐野坂 司 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (40588472)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: エピジェネティクス / DNAメチル化 / 神経幹細胞

Outline of Annual Research Achievements

脳・神経系は発生段階依存的に性質の変化する神経幹細胞から分化した細胞で構成されるため、その成り立ちを理解するためには、どのようなメカニズムで神経幹細胞の性質変化が引き起こされるかを知ることが非常に重要である。DNAメチル化といったエピジェネティックな変動が神経幹細胞の分化を制御していることが報告されているものの、DNAメチル化変動は領域特異的であり、どのような機構で領域特異的なメチル化変動が引き起こされているのかは未解明である。そこで、本研究課題では、神経幹細胞の性質(各細胞種への分化能)を規定しているメチル化変動領域を同定するとともに、それら領域のメチル化変動を制御するメカニズムを解明することを目的とした。 本年度は、発生の進行に伴い神経幹細胞で脱メチル化される領域、逆に新たにメチル化される領域を同定した。全ゲノムではメチル化変動領域は数万箇所あるものの、その中でも実際に遺伝子発現と相関のある領域を特定し、それら領域に結合する転写因子群の同定にも成功した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の予定通り、メチル化変動領域を同定し、さらにはそのメチル化変動に関与すると考えられる転写因子群を特定できた。現在、ゲノムの変動領域をエンハンサー、プロモーター、転写開始点、遺伝子領域等のカテゴリーに分類し、より詳細な解析を行っている。

Strategy for Future Research Activity

これまでに同定した転写因子群が、発達時期にしたがった神経幹細胞遺伝子発現制御にどう関与するのかを、標的遺伝子のクラスタリングを行い解析する。
また、NGSデータが登録されているデータベース（ChIP-Atlas等）より、各種ヒストン抗体（H3K4me1, H3K4me3, H3K9me3, H3K27ac）を用いたChIP-SeqやATAC-Seqのデータを利用し、メチル化修飾パターンとの関連解析を行う。

Causes of Carryover

公共のChIP-Seqデータベースに登録されているデータが豊富になり、予定していた転写因子の結合領域の情報をデータベースから得られたため、その費用がかからなかった。
今年度の解析からメチル化変動に関わる転写因子を新たに複数特定したため、それら因子のChIP-Seqの費用に充てる。