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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Toward understanding regulatory system of spatial gene expression

Research Project

Project/Area Number 19H03424
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

沖 真弥  京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (90452713)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大川 恭行  九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (80448430)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords空間トランスクリプトーム
Outline of Annual Research Achievements

本研究で開発した技術では、光開裂型の化学修飾を施したcagedオリゴDNAを組織切片に滴下し、関心領域(ROI)にUV照射後、常法通りのRNA-seqやATAC-seqをおこなうと、ROIだけの遺伝子発現やopen chromatin情報が得られる。原理上、本手法の分離能は光学限界レベルまで引き上げることができ、また少数細胞に特化した既存のゲノミクス手法をわずかに改変したものであるため、感度に優れた汎用性の高い技術として広く利用されることが期待される。2019年度はUV照射領域に限定可能なRNA-seq法を開発した。2020年度はマウス海馬への活用を進め、2021年度は細胞内の非膜型オルガネラに対するトランスクリプトーム解析に成功した。まずHeLa細胞ホルマリン固定し、cagedオリゴDNAを滴下して逆転写反応した。次に核スペックルのマーカー(SC-35)に対する免疫染色を行い、そこにdigital mirror devise (DMD)でUVを照射した。全細胞をproteinaseKで消化してmRNA:cDNAハイブリッドを精製し、その後は、常法のCEL-seq2法にしたがってin vitro transcription、ライブラリ合成、シーケンス反応をおこなった。その結果、どのreplicateも1万個ほどの遺伝子が検出された。また約1,000個の遺伝子が差次的発現遺伝子として検出され、そのなかには核スペックルを構成する既知の転写産物(MALAT1遺伝子)が含まれていた。また未知の遺伝子についてFISHを行ったところ、核スペックルにおける局在が確認された。他にも細胞質に存在するストレス顆粒についても同様の解析を行い、ストレス顆粒特異的に局在する転写産物の同定に成功した。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (20 results)

All 2022 2021

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 5 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 10 results) Book (3 results)

  • [Journal Article] Photo-isolation chemistry for high-resolution and deep spatial transcriptome with mouse tissue sections2022

    • Author(s)
      Mizuki Honda, Ryuichi Kimura, Akihito Harada, Kazumitsu Maehara, Kaori Tanaka, Yasuyuki Ohkawa, Shinya Oki
    • Journal Title

      STAR Protocols

      Volume: 3 Pages: 101346

    • DOI

      10.1016/ j.xpro.2022.101346

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ChIP-Atlas 2021 update: a data-mining suite for exploring epigenomic landscapes by fully integrating ChIP-seq, ATAC-seq?and Bisulfite-seq data2022

    • Author(s)
      Zou Zhaonan、Ohta Tazro、Miura Fumihito、Oki Shinya
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: - Pages: gkac199

    • DOI

      10.1093/nar/gkac199

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] TRANSDIRE: data-driven direct reprogramming by a pioneer factor-guided trans-omics approach2022

    • Author(s)
      Eguchi Ryohei、Hamano Momoko、Iwata Michio、Nakamura Toru、Oki Shinya、Yamanishi Yoshihiro
    • Journal Title

      Bioinformatics

      Volume: - Pages: btac209

    • DOI

      10.1093/bioinformatics/btac209

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Age-associated decline of MondoA drives cellular senescence through impaired autophagy and mitochondrial homeostasis2022

    • Author(s)
      Yamamoto-Imoto Hitomi, et al.
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 38 Pages: 110444~110444

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.110444

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Epigenetic landscape of drug responses revealed through large-scale ChIP-seq data analyses2022

    • Author(s)
      Zou Zhaonan、Iwata Michio、Yamanishi Yoshihiro、Oki Shinya
    • Journal Title

      BMC Bioinformatics

      Volume: 23 Pages: 51

    • DOI

      10.1186/s12859-022-04571-8

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] High-depth spatial transcriptome analysis by photo-isolation chemistry2021

    • Author(s)
      Honda Mizuki、Oki Shinya、Kimura Ryuichi、Harada Akihito、Maehara Kazumitsu、Tanaka Kaori、Meno Chikara、Ohkawa Yasuyuki
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 12 Pages: 4416

    • DOI

      10.1038/s41467-021-24691-8

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Detection of REST expression in the testis using epitope‐tag knock‐in mice generated by genome editing2021

    • Author(s)
      Kimura Ryuichi、U. Inoue Yukiko、Kikkawa Takako、Tatehana Misako、Morimoto Yuki、Inada Hitoshi、Oki Shinya、Inoue Takayoshi、Osumi Noriko
    • Journal Title

      Developmental Dynamics

      Volume: 251 Pages: 525~535

    • DOI

      10.1002/dvdy.417

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Photo-isolation chemistryによる局所的高深度トランスクリプトーム解析2022

    • Author(s)
      沖 真弥
    • Organizer
      第127回日本解剖学会
    • Invited
  • [Presentation] 時空間的な遺伝子発現制御のしくみを探る2022

    • Author(s)
      沖 真弥
    • Organizer
      東京大学 理学系研究科 生物情報科学科・黒田研セミナー
    • Invited
  • [Presentation] Photo-Isolation-Chemistry (PIC):局所的な高深度トランスクリプトーム解析2022

    • Author(s)
      沖 真弥
    • Organizer
      基礎生物学研究所・新規モデル生物開発センター・テクニカルワークショップ
    • Invited
  • [Presentation] 光単離化学(PIC)による高解像度かつ高深度の空間オミクス解析2022

    • Author(s)
      沖 真弥
    • Organizer
      JST-CRDS 俯瞰ワークショップ
    • Invited
  • [Presentation] ChIP-Atlas update: Bisulfite-seqとATAC-seqデータを統合2021

    • Author(s)
      沖 真弥
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
    • Invited
  • [Presentation] Data-driven and technical approaches to understand spatial gene regulation2021

    • Author(s)
      沖 真弥
    • Organizer
      奈良先端大学院大学講義「バイオサイエンスにおけるビッグデータ」
    • Invited
  • [Presentation] 時空間的な遺伝子発現制御のしくみを探る2021

    • Author(s)
      沖 真弥
    • Organizer
      JST・理研共催 バイオDXシンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] Data-driven and technical approaches to understand spatial gene regulation2021

    • Author(s)
      沖 真弥
    • Organizer
      熊本大学リエゾンラボ研究会・HIGO最先端研究セミナー
    • Invited
  • [Presentation] Data-driven and technical approaches to understand spatial gene regulation2021

    • Author(s)
      沖 真弥
    • Organizer
      京都大学医学研究科・神経科学教育コース
    • Invited
  • [Presentation] 時空間的な遺伝子発現制御のしくみを探る2021

    • Author(s)
      沖 真弥
    • Organizer
      日本生物工学会東日本支部 生物工学フォーラム
    • Invited
  • [Book] Photo-Isolation Chemistry:光照射による高解像度かつ高感度なトランスクリプトーム技術2021

    • Author(s)
      本田瑞季、沖 真弥
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      実験医学(羊土社)
    • ISBN
      978-4-7581-2547-5
  • [Book] 概論―空間トランスクリプトーム技術の最前線2021

    • Author(s)
      沖 真弥、大川恭行
    • Total Pages
      11
    • Publisher
      実験医学(羊土社)
    • ISBN
      978-4-7581-2547-5
  • [Book] ChIP-Atlas2021

    • Author(s)
      S. Oki、T. Ohta
    • Total Pages
      22
    • Publisher
      Practical Guide to Life Science Databases (Springer)
    • ISBN
      978-981-16-5812-9

URL: 

Published: 2024-12-25  

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