Identification of Transcription factors in brown adipose cell differentiation by single-nucleus chromatin analysis

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K16102
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 中村 正裕 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任助教 (40634449)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: クロマチン / シングルセル / 遺伝子発現

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、褐色脂肪前駆細胞から褐色脂肪細胞への分化各段階におけるシングル核クロマチン構造解析（オープンクロマチン領域の同定）及びシングル核発現解析を行い、褐色脂肪細胞分化を促進させる新規転写因子を同定し、新規転写因子が褐色脂肪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。申請者は準備として、褐色脂肪細胞核におけるシングル核発現解析を行い、1 細胞毎に各々遺伝子発現が 大きく異なることを見出している。そこで、これらの遺伝子発現変化を指標として、(a)クロマチン 構造変化を同定し、(b)新規転写因子の同定へとつなげ、(c)(d)それら新規転写因子とクロマチン構造変化 の関わりを解明する研究計画としている。まず、これらの遺伝子発現変化を指標として、(a)クロマチン 構造変化を同定し、(b)新規転写因子の同定へとつなげ、(c)(d)それら新規転写因子とクロマチン構造変化 の関わりの解明を試みた。タイムポイントとして、分化前(Day0)、分化初期(Day1-2)、分化中期(Day4)、分化後期(Day6-8)を 選択し、各時期特異的な遺伝子発現を同定することができた。次に、(a)褐色脂肪分化におけるオープンクロマチン領域の 同定（クロマチン構造解析） 褐色脂肪前駆細胞から褐色脂肪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改良版ATAC-seqを用いて1細胞毎に同定することを行っている。タイムポイントとして、分化前(Day0)、分化初期(Day1-2)、分化中期(Day4)、分化後期(Day6-8)を 選択し、各時期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ており、ポジティブコントロールとなる転写因子のモチーフが濃縮していることを見出した。