2021 Fiscal Year Research-status Report
幼年期の脳発達を司る神経細胞種特異的な遺伝子発現調節：コヒーシンの役割
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21K06389
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
酒井 晶子 新潟大学, 脳研究所, 特任助教 (70532745)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中戸 隆一郎 東京大学, 定量生命科学研究所, 講師 (60583044)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | コヒーシン / 神経発達 / 抑制性ニューロン / クロマチン制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ほ乳類の幼若脳において、経験により神経回路の可塑性が高まる臨界期は、抑制性ニューロン（特にパルブアルブミン陽性PV細胞）の発達・成熟過程で起こる。しかし、PV細胞が分化した後の発達過程における遺伝子発現制御はよく分かっていない。この点を明らかにするため本研究では、ゲノム制御領域間の相互作用を司り遺伝子発現を調節するコヒーシンに焦点を当てる。コヒーシン関連因子は精神遅滞を伴うCornelia de Lange(CdLS)症候群の原因遺伝子である。これまでに、コヒーシン関連因子のコンディショナルノックアウトマウス脳を用いたPV細胞特異的なトランスクリプトーム解析により、コヒーシン機能が経験による正常なPV細胞の発達に必要であることが分かってきた。詳細な理解のためにはPV細胞特異的な遺伝子発調節御領域とその制御を調べる必要があるが、PV細胞は大脳皮質の細胞の中で非常に少ない割合で存在するため、ChIP-seq解析に必要な細胞数をセルソーターで分取し集めるのは困難である。そこで本年度はさらに、数千個以下の少数の細胞からクロマチン因子のゲノムワイドプロファイリングを行うCUT&Tag法の実験系を構築した。分取したPV細胞を用いて遺伝子発現制御に関わるいくつかのヒストン修飾についてライブラリー作成を進めた。PV細胞の機能不全は精神疾患との関連が示唆されていることから、今後PV細胞におけるクロマチンレベルの遺伝子発現制御とコヒーシンの役割を明らかにしていくことで精神疾患の病態解明につながると期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
少数細胞を用いてクロマチン結合因子の網羅的解析を行うCUT&Tag法は近年開発された新しい手法であり、情報を得ながら条件検討を行い実験系を動かすために時間を要した。また、PV細胞は大脳皮質の中で少数でありセルソーターによる1回の分取で得られる細胞数が少ないことから、目的の遺伝型マウスから必要な細胞数を得るために長期間にわたり実験を繰り返す必要があった。しかし細胞種特異的な解析の系を確立したことで、より特異性の高い結果につながるものと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はこれまでに行ったPV細胞特異的CUT&Tagのデータ解析を進める。以前に得たATAC-seqによるオープンクロマチンサイト、およびトランスクリプトームのデータと併せて、臨界期にPV細胞が成熟していく過程で遺伝子発現制御領域がどのように変化していくのか解析する。加えてその過程におけるコヒーシンの役割を明らかにしていく。また、大脳皮質神経細胞の8割を占める興奮性ニューロンについても、コンディショナルノックアウトマウスを用いた解析を行う。
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| Causes of Carryover |
実験条件の試行錯誤が必要となり進捗が遅れたため、物品費として主に計上していた次世代シークエンス解析等に掛かる金額を次年度以降に繰り越す。
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Research Products
(2 results)
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[Presentation] Experience-dependent development of interneuron in juvenile brain requires cohesin-loader Nipbl2021
Author(s)
Sakai, A., Nakato, R., Oba, G.M., Peters. H., Shirahige, K., Sugiyama, S.
Organizer
第44回日本神経科学大会／第1回CJK国際会議
Int'l Joint Research
