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2016 Fiscal Year Annual Research Report

The analysis of systematic gene regulation in skeletal muscle differentiation

Research Project

Project/Area Number 26290064
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

大川 恭行  九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (80448430)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywordsエピゲノム / 高次クロマチン構造 / クロマチンモデリング
Outline of Annual Research Achievements

細胞分化では、一群の分化関連遺伝子が選択されて、適切なタイミングで同調した遺伝子発現が誘導される。これら一群の遺伝子の発現誘導は、ゲノム上でヌクレオソーム配置からクロマチン構造変換といった局所的なクロマチン構造制御から更に遺伝子座の近接、空間配置に至ると高次制御が関わり、極めて秩序だって行われている。幹細胞における分化能としてプログラムされた分化後の遺伝子発現が、いかにして秩序だった遺伝子発現制御を受けるのか未だ明らかになっていない。そこで本研究では、全ゲノムレベルでの時間的、空間的クロマチン構造解析により、骨格筋分化をモデルとして分化時の遺伝子の発現制御機構の解明を進めた。まず、2015年にマウスゲノムに存在する未知のヒストンH3様のバリアント遺伝子を14種同定した.この発見を元に精巣に発現するヒストンH3tの機能解析を行い報告した。さらにヒストンH3mm7, H3mm13が骨格筋特異的な発現パターンを示すことを明らかにした。これらは空間的に離れた複数の遺伝子を制御する新たな機構として現在投稿準備中である。さらに、細胞分裂時のクロマチン構造の伝達機構について解析を進めマスター転写因子MyoDのRNA安定化機構を明らかにした。骨格筋幹細胞においてN6-methyladenosine(m6A)がMyoDのmRNAレベルを安定的に維持することが骨格筋分化能維持に必須であることを見出している(論文投稿中).m6Aは,哺乳類のmRNAに最も広く認められる修飾で,近年mRNAのスプライシングや翻訳,安定性に関与する等多様な役割が明らかになりつつある.今後,m6Aの機能と骨格筋分化における遺伝子発現秩序形成について明らかになることが期待される。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (25 results)

All 2017 2016

All Journal Article (15 results) (of which Peer Reviewed: 15 results,  Open Access: 14 results,  Acknowledgement Compliant: 15 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] GWAS of clinically defined gout and subtypes identifies multiple susceptibility loci that include urate transporter genes.2017

    • Author(s)
      Nakayama A, Nakaoka H, Yamamoto K, Sakiyama M, Shaukat A, Toyoda Y, Okada Y, Ohkawa Y,他39名
    • Journal Title

      Ann Rheum Dis.

      Volume: 76 Pages: 869-877

    • DOI

      10.1136/annrheumdis-2016-209632.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Role of Ad4-binding protein/steroidogenic factor 1 in regulating NADPH production in adrenocortical Y-1cells.2017

    • Author(s)
      Li B, Baba T, Miyabayashi K, Sato T, Shima Y, Ichinose T, Miura D, Ohkawa Y, Suyama M, Morohashi KI.
    • Journal Title

      Endocr J.

      Volume: 64 Pages: 315-324

    • DOI

      10.1507/endocrj.EJ16-0467.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Differential lactate and cholesterol synthetic activities in XY and XX Sertoli cells.2017

    • Author(s)
      Shishido Y, Baba T, Sato T, Shima Y, Miyabayashi K, Inoue M, Akiyama H, Kimura H, Kanai Y, Ishihara Y, Haraguchi S, Miyazaki A, Rozman D, Yamazaki T, Choi MH, Ohkawa Y, Suyama M, Morohashi KI.
    • Journal Title

      Sci Rep.

      Volume: 7 Pages: 41912

    • DOI

      10.1038/srep41912.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Testis-Specific Histone Variant H3t Gene Is Essential for Entry into Spermatogenesis.2017

    • Author(s)
      Ueda J, Harada A, Urahama T, Machida S, Maehara K, Hada M, Makino Y, Nogami J, Horikoshi N, Osakabe A, Taguchi H, Tanaka H, Tachiwana H, Yao T, Yamada M, Iwamoto T, Isotani A, Ikawa M, Tachibana T, Okada Y, Kimura H, Ohkawa Y, Kurumizaka H, Yamagata K.
    • Journal Title

      Cell Rep.

      Volume: 18 Pages: 593-600

    • DOI

      10.1016/j.celrep.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Periostin Promotes Scar Formation through the Interaction between Pericytes and InfiltratingMonocytes/Macrophages after Spinal Cord Injury.2017

    • Author(s)
      Yokota K, Kobayakawa K, Saito T, Hara M, Kijima K, Ohkawa Y, Harada A, Okazaki K, Ishihara K, Yoshida S, Kudo A, Iwamoto Y, Okada S.
    • Journal Title

      Am J Pathol.

      Volume: 187 Pages: 639-653

    • DOI

      10.1016/j.ajpath.2016.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Alterations in Fetal Leydig Cell Gene Expression during Fetal and Adult Development.2016

    • Author(s)
      Miyabayashi K, Shima Y, Inoue M, Sato T, Baba T, Ohkawa Y, Suyama M, Morohashi KI.
    • Journal Title

      Sex Dev.

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A One-Step Immunostaining Method to Visualize Rodent Muscle Fiber Type within a Single Specimen.2016

    • Author(s)
      Sawano S, Komiya Y, Ichitsubo R, Ohkawa Y, Nakamura M, Tatsumi R, Ikeuchi Y, Mizunoya W.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 11 Pages: e0166080

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0166080.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Identification of Immunoglobulin Gene Sequences from a Small Read Number of mRNA-Seq Using Hybridomas.2016

    • Author(s)
      Kuniyoshi Y, Maehara K, Iwasaki T, Hayashi M, Semba Y, Fujita M, Sato Y, Kimura H, Harada A, Ohkawa Y.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 11 Pages: e0165473

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0165473.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] CHD8 haploinsufficiency results inautistic-like phenotypes in mice.2016

    • Author(s)
      Katayama Y, Nishiyama M, Shoji H, Ohkawa Y, Kawamura A, Sato T, Suyama M, Takumi T, Miyakawa T, Nakayama KI.
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 537 Pages: 675-679

    • DOI

      10.1038/nature19357.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] MRG15 is required for pre-mRNA splicing and spermatogenesis.2016

    • Author(s)
      Iwamori N, Tominaga K, Sato T, Riehle K, Iwamori T, Ohkawa Y, Coarfa C, Ono E, Matzuk MM.
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci U S A

      Volume: 113 Pages: E5408-15

    • DOI

      10.1073/pnas.1611995113.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] LATS2 Positively Regulates Polycomb Repressive Complex 2.2016

    • Author(s)
      Torigata K, Daisuke O, Mukai S, Hatanaka A, Ohka F, Motooka D, Nakamura S,Ohkawa Y, Yabuta N, Kondo Y, Nojima H.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 11 Pages: e0158562

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0158562.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] TLR signals posttranscriptionally regulate the cytokine trafficking mediator sortilin.2016

    • Author(s)
      Yabe-Wada T, Matsuba S, Takeda K, Sato T, Suyama M, Ohkawa Y, Takai T, Shi H, Philpott CC, Nakamura A.
    • Journal Title

      Sci Rep.

      Volume: 6 Pages: 26566

    • DOI

      10.1038/srep26566.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The feasibility of in vivo imaging of infiltrating blood cells for predicting the functional prognosis after spinal cord injury.2016

    • Author(s)
      Yokota K, Saito T, Kobayakawa K, Kubota K, Hara M, Murata M, Ohkawa Y, Iwamoto Y, Okada S.
    • Journal Title

      Sci Rep.

      Volume: 6 Pages: 25673

    • DOI

      10.1038/srep25673.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Histone H4 lysine 20 acetylation is associated with gene repression in human cells.2016

    • Author(s)
      Kaimori JY, Maehara K, Hayashi-Takanaka Y, Harada A, Fukuda M, Yamamoto S, Ichimaru N, Umehara T, Yokoyama S, Matsuda R, Ikura T, Nagao K, Obuse C, Nozaki N, Takahara S, Takao T, Ohkawa Y, Kimura H, Isaka Y.
    • Journal Title

      Sci Rep.

      Volume: 6 Pages: 24318

    • DOI

      10.1038/srep24318.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Chromatin architecture may dictate the target site for DMC1, but not for RAD51, during homologous pairing.2016

    • Author(s)
      Kobayashi W, Takaku M, Machida S, Tachiwana H, Maehara K, Ohkawa Y, Kurumizaka H.
    • Journal Title

      Sci Rep.

      Volume: 6 Pages: 24228

    • DOI

      10.1038/srep24228.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ヒストンH3バリアントの選択による転写基底レベル調節機構2017

    • Author(s)
      大川恭行
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2017-11-30 – 2017-12-02
  • [Presentation] 骨格筋分化のエピゲノム制御を捉える2017

    • Author(s)
      大川恭行
    • Organizer
      第5回骨格筋生物学研究会
    • Place of Presentation
      東京大学駒場キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-03 – 2017-03-05
  • [Presentation] The baselines of transcription levels are determined by selective incorporation of histone H3 variants2017

    • Author(s)
      大川恭行
    • Organizer
      Transcriptional and Epigenetic Control in Stem Cells (J1)
    • Place of Presentation
      Resort at Squaw Creek, Olympic Valley, California, USA
    • Year and Date
      2017-01-08 – 2017-01-13
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 次世代スパースタープログラムの4年間2016

    • Author(s)
      大川恭行
    • Organizer
      新学術領域「動的クロマチン構造と機能」の若手の会シンポジウム
    • Place of Presentation
      早稲田大学 西早稲田キャンパス
    • Year and Date
      2016-12-17 – 2016-12-17
    • Invited
  • [Presentation] トランスクリプトミクスで解析する骨格筋形成2016

    • Author(s)
      大川恭行
    • Organizer
      第4回若手による骨格筋細胞研究会
    • Place of Presentation
      ウィンクあいち
    • Year and Date
      2016-11-14 – 2016-11-14
  • [Presentation] トランスオミクス研究の新展開―全ての遺伝子をみるー2016

    • Author(s)
      大川恭行
    • Organizer
      藤田保健衛生大学 医学会
    • Place of Presentation
      藤田学園フジタホール
    • Year and Date
      2016-10-06 – 2016-10-06
    • Invited
  • [Presentation] 遺伝子のすがたを全部見る2016

    • Author(s)
      大川恭行
    • Organizer
      新学術領域クロマチン動構造主催の一般公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      早稲田大学 国際会議場 井深大記念ホール
    • Year and Date
      2016-08-21 – 2016-08-21
    • Invited
  • [Presentation] Histone variants and cell differentiation2016

    • Author(s)
      大川恭行
    • Organizer
      Colorado Chromatin Meeting 2016
    • Place of Presentation
      Colorado, USA.
    • Year and Date
      2016-08-08 – 2016-08-11
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] トランスクリプトミクスで解析する骨格筋形成2016

    • Author(s)
      大川恭行
    • Organizer
      第2回日本筋学会学術集会
    • Place of Presentation
      国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター
    • Year and Date
      2016-08-05 – 2016-08-06
  • [Patent(Industrial Property Rights)] DNA結合タンパク質の結合領域の近傍に所望のDNA断片を挿入する方法2016

    • Inventor(s)
      大川恭行,,原田哲仁,胡桃坂仁志,木村宏,半田哲也,他2名
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人九州大学,国立大学法人東京工業大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2016-167967
    • Filing Date
      2016-08-30

URL: 

Published: 2018-01-16  

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