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2022 Fiscal Year Research-status Report

Inferring epigenomic changes during cell differentiation at single cell resolution

Research Project

Project/Area Number 22K06330
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

小柳 香奈子  北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (20362840)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords細胞分化 / 細胞系譜 / エピジェネティクス / シングルセル / 系統解析 / 祖先推定
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、多細胞動物の細胞分化過程におけるエピゲノム変遷過程の推定を行うことを目的としている。分化途中の細胞を直接取得することには困難を伴うが、比較的取得が容易な分化した体細胞のエピゲノム情報を用い、これに分子系統解析を応用することで、問題の解決を試みる。
今年度はエピゲノム情報として、クロマチン構造がオープンで活発な遺伝子転写と関連するクロマチンアクセシビリティ情報を用いた解析を行った。公共データベースから利用可能なマウス血球系細胞のクロマチンアクセシビリティ情報に基づき、1) 系統解析により細胞の分岐過程を推定し、2) 推定された樹形に基づき祖先節にあたる分化途中の細胞の状態の推定を試みた。得られた結果を既知の情報と比較し、推定結果の検証を行った。
その結果、1) 既知の細胞の分岐過程を部分的に再構成ができることが示された。2) 分化途中の前駆細胞のクロマチンアクセシビリティ状態の推定については、高い特異度で予測が可能であった一方、感度は低い結果となった。このことはクロマチンアクセシビリティが発現状態と密接に関わりダイナミックに変化するために、前駆細胞特異的な状態を推定しにくく偽陰性が多いことを反映していると考えられた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

DNAメチル化やヒストン修飾と同様に、クロマチンアクセシビリティ情報についても、分子系統解析に基づいて一定程度、細胞の分岐過程やエピゲノム変遷過程の推定が可能なことを示すことができた。結果は論文にまとめ投稿し、現在査読中である。今年度はまず細胞集団由来のデータを用いて解析を行ったが、単一細胞由来のデータについても現在同様に解析中である。

Strategy for Future Research Activity

今年度は、細胞の分岐過程に関する研究が進んでおり、また分化途中の前駆細胞の単離も可能でそれらのエピゲノム情報が取得可能な血球系細胞を材料に用いた。今後は、線虫やオルガノイドのサンプルなど、分化過程が既知の材料についても対象を広げていく予定である。

Causes of Carryover

解析データの増大にともない、次年度に購入予定だった記憶装置等を本年度に購入し、今年度に購入する予定だった計算機を来年度に購入するよう変更を行った。

  • Research Products

    (1 results)

All 2022

All Presentation (1 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Presentation] エピゲノム情報の系統解析による細胞分化過程の推定2022

    • Author(s)
      小柳香奈子
    • Organizer
      国立遺伝学研究所研究会 生命科学を支える分子系統学
    • Invited

URL: 

Published: 2023-12-25  

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