2018 Fiscal Year Research-status Report
初期胚におけるクロマチン３次元構造確立メカニズムの解明
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18K14620
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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) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | クロマチン３次元構造 / リプログラミング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
染色体は受精直後、リプログラミングを受け、精子と卵子のクロマチン修飾が分化多能性を制御するパターンへと変化し、遺伝子の転写が開始される。この過程において、ゲノムの３次元構造も大規模に変化することが近年明らかにされつつあるが、その分子メカニズムは不明である。ゲノムの３次元構造の制御においてはコヒーシンやCTCFといった因子が中心的な役割を果たしていると考えられているが、受精卵におけるこれらの因子の動態は、細胞数の少なさなどの技術的な問題から解析されていない。本研究は、リプログラミング過程の細胞を大量に得られるメダカ胚を用いることで、コヒーシンとCTCFの動態を解析し、ゲノム３次元構造への寄与を実験的に検証する。これにより、遺伝子発現制御の基盤となるゲノムの３次元構造が、動物の発生において最初にできあがる時のメカニズムを解明する。
2018年度において、CTCFのクロマチン免疫沈降（ChIP-seq）をメダカ初期胚の１０発生ステージで行うことで、メダカ発生過程におけるCTCFのクロマチンへの結合動態を明らかにすることができた。さらに、コヒーシンについてもChIP-seqを行い、同様にクロマチンへの結合動態をゲノムワイドに記載した。これらのデータを比較解析することで、両者は異なる結合ダイナミクスを持つことが明らかになった。さらに、メダカの発生過程におけるクロマチン３次元構造のデータも収集し、CTCFおよびコヒーシンのデータと対応づけて解析することが可能となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定ではまずCTCFの初期胚における結合動態を明らかにすることを目的としており、予定通りメダカの初期胚（10発生ステージ）においてCTCFのChIP-seqを行いデータの収集をした。これにより、メダカの発生過程におけるクロマチン３次元構造と対応づけて解析することが可能となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はCTCF、コヒーシンに加え、コヒーシン制御因子の結合動態についてもデータ収集を行う。さらに、それらの因子の機能阻害実験によりクロマチン３次元構造制御における機能を解析する。これにより、遺伝子発現制御の基盤となるゲノムの3次元構が、動物の発生において最初にできあがる時のメカニズムを解明する。
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| Causes of Carryover |
当初の予定よりもメダカ初期胚のサンプル収集や実験の条件検討に時間を要したため、消耗品などを使用する実験の開始が遅くなった。一方で、当初の予定よりも効率よくCTCF等の結合動態データを収集することができたため、消耗品費等が抑えられた。
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