2015 Fiscal Year Research-status Report
トランスクリプトーム情報を基盤にした骨芽細胞と脂肪細胞の分化機構の統合的解析
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26462317
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| Research Institution | Saitama Medical University |
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Principal Investigator |
水野 洋介 埼玉医科大学, 医学部, 助教 (30406532)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
仲地 豊 埼玉医科大学, 医学部, 助教 (10522097)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 脂肪細胞分化 / 骨芽細胞分化 / RNA / トランスクリプトーム解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに得られたMouse Transcriptome Array (MTA)のデータ解析を行った。個々のexon usageの変化を示す指標としてSplicing Index値を用い、骨芽細胞分化と脂肪細胞分化のタイムコースにおいて個々の遺伝子エクソンのSplicing Indexがどのように変化するかを解析した。またこのデータを用いて3Dグラフを作成し、個々の遺伝子ごとに360度視点を変化させて可視化できる動画を作成した。これにより、各方向への分化において特徴的なexon usageを持つ遺伝子をピックアップし、視覚的に分かりやすく表現することができるようになった。また、Splicing Index値と、個々の遺伝子レベルでの発現量値を用いて、クラスタリング解析とGO解析を実施した。その結果、骨芽細胞、脂肪細胞に関連するGene Ontologyの幾つかについて有意な変動を検出した。
また、前年度までに得られたmiRNA arrayのデータ解析も実施した。骨芽細胞分化と脂肪細胞分化のタイムコースにおいて特徴的な発現変動を示すマイクロRNAを検出することができた。また本解析では同一サンプルでMTAとmiRNA arrayの両方のデータが得られていることから、これらを組み合わせて、細胞分化時にmRNAと高相関、あるいは逆相関のパターンで発現変動しているmiRNAの検出を試みた。その結果、miRNAとmRNAとの発現パターンの相関係数が-0.96以下という高い逆相関の関係にあるペアを複数見出した。これらは本研究で見出した新たなmiRNA-mRNA制御ペアである可能性が高い。
このように、今年度はこれまでに得られたデータを活用して、骨芽細胞、脂肪細胞分化に関連する可能性が示唆される新たな遺伝子やmiRNA群を抽出することができた。
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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
現在までに得られているデータのうち、MTAとmiRNA arrayについて、一定のレベルで解析を実施し、骨芽細胞分化、脂肪細胞分化への関連・寄与が示唆される遺伝子やその特定のバリアント、マイクロRNAを抽出することができた。本結果を用いて現在論文化を進めているところである。
また、前年度に前倒しで実施できたRNA-Seqのデータを用いて、3’UTRの長さの異なるRNAバリアントについて、その発現量が細胞分化時に変動しているものを幾つか検出することもできた。これらの結果については、当初予定よりも前倒しで進めることができた。ただし、RNA-SeqデータではlncRNAの解析など、より詳細なデータマイニングが可能であるため、次年度に更に解析を進めたいと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに、特に発現アレイデータを用いた解析で、骨芽細胞分化と脂肪細胞分化に関わる可能性が示唆される新たな遺伝子とそのバリアント、マイクロRNAを抽出することができている。今後は既に得られている上記以外のデータ、すなわちRNA-SeqやCAGEデータ等も活用して、分化に関与する遺伝子の抽出を行う。
さらに、それらの転写物が実際に分化に影響するかを検証するために、レポーターベクター実験やRNA干渉実験、RNA免疫沈降実験等を行い、さらなる論文化を達成したいと考えている。
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| Causes of Carryover |
分化への関連性が示唆される遺伝子とそのバリアント、マイクロRNAについての検証実験を次年度にまとめて行う事にしたため、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成２７年度は、これまで得られた解析データ、特に発現アレイデータを活用して、バイオインフォマティクス解析を実施することに注力した。これにより分化への関連性が示唆される遺伝子とそのバリアント、マイクロRNAを複数種類抽出することができた。これらの結果と、今後の解析で得られる新たな候補遺伝子を併せて、次年度にまとめて検証実験を行う事を計画している。これにより、対象する候補RNAの分化への関連性を効率よく同定できると考えている。
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