A comprehensive enhancer atlas of a human neuronal differentiation model to elucidate the pathophysiology of neuronal disorders

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K20622
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0701:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: Yoshihara Masahito 千葉大学, 大学院医学研究院, 准教授 (70807065)
• Project Period (FY): 2022-08-31 – 2024-03-31
• Keywords: エンハンサー / プロモーター / 転写制御 / 疾患関連SNP / 神経分化 / Hi-C

Outline of Final Research Achievements

Using a human mesencephalic neuronal cell differentiation model LUHMES, we measured the activities of promoters and enhancers and identified over 40,000 active enhancer regions. DNA conformation analysis further revealed the dynamics of promoter-enhancer interactions during neuronal differentiation. The identified enhancer regions showed a significant enrichment of neurological and psychiatric disease-associated polymorphisms, suggesting that they regulate the expression of genes related to neurological functions.　These results are currently being submitted to an international journal.

Free Research Field

トランスクリプトーム

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ゲノムワイド関連解析(GWAS)により、多くの疾患関連一塩基多型(SNP)が同定されてきたが、疾患関連SNPによる疾患発症の機序は殆どが明らかとなっていない。本研究により、神経分化段階で活性化するエンハンサー領域に神経・精神疾患関連SNPが濃縮していることが明らかとなり、それらのエンハンサーの標的候補遺伝子の検出にも成功した。本研究によって得られた知見は、これまで明らかとなっていなかった神経・精神疾患の病態解明や治療開発に貢献できることが期待される。