2019 Fiscal Year Research-status Report
Molecular mechanisms for changes in epigenome dynamics that have been involved in human-specific traits
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19K22452
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
一柳 健司 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (70401560)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今村 公紀 京都大学, 霊長類研究所, 助教 (80567743)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | 進化 / 霊長類 / iPS細胞 / エピゲノム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトとチンパンジーのiPS細胞（メス、各２系統）を用いて、mRNA-seq解析およびH3K4me3、H3K27me3、H3K27acのChIP-seq解析を行い、種間比較した。種間のゲノム配列やゲノムアノテーションの違いをなくすため、どのシーケンスについても両種のゲノム配列にマッピングされるものだけを用い、ヒトゲノムのアノテーションにしたがって、遺伝子の解析を行った。mRNA-seqでは両種間で遺伝子発現量の違いはほとんどなく、発現量差がある遺伝子についても、特に際立った機能集団（未分化性維持、神経分化など）に偏っているわけではなかった。H3K4me3のピークも非常によく似ていたが、一方、H3K27me3のピークの中にはヒト特異的なものがあり、神経分化制御に関わる遺伝子の近くに多かった。これらの遺伝子はiPS細胞ではどちらも発現していないが、神経分化の際に発現タイミングや量に差が現れる可能性が示唆される。
総じて、ヒトとチンパンジーのiPS細胞は形態のみならず、遺伝子発現パターンやエピゲノムが似ており、細胞分化過程における種間の違いとそのメカニズムを研究するにあたって、良い出発材料であることが確認できた。
一方、分化実験に関しては、チンパンジーのiPS細胞をneurosphereに分化させるプロトコールを確立できた。
これらの研究成果について、論文一報を発表し（Kitajima et al. Stem Cell Res 2020）、一報が投稿準備中である。
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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
予定していた通り、iPS細胞のエピゲノム比較、iPS細胞からの分化プロトコールの確立ができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度はneurosphereへの分化に加え、neural crestへの分化も試みる。iPS細胞のエピゲノム比較では神経分化における遺伝子の近くにエピゲノムの違いがあったので、これらの分化過程について、トランスクリプトームとエピゲノムのタイムコース解析を行う。また、骨格筋細胞への分化プロトコールを確立し、同じくトランスクリプトームとエピゲノムの比較をタイムコースを取りながら行う。
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| Causes of Carryover |
iPS細胞を筋肉に分化させる実験を本年度に行わなかったため、誘導培地などの費用が発生しなかった。本年度に実験を行う予定であり、それに使用する。
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[Journal Article] Reprogramming of chimpanzee fibroblasts into a multipotent cancerous but not fully pluripotent state by transducing iPSC factors in 2i/LIF culture2020
Author(s)
Yu-Ching Lin ZY, Nakai R, Hirai H, Kozuka D, Katayama S, Nakamura S, Okada S, Kitajima R, Imai H, Okano H, Imamura M
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Journal Title
Differentiation
Volume: 112
Pages: 67-76
DOI
Peer Reviewed
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