位置情報を保持したシンギュラリティ細胞の遺伝子発現測定技術の開発

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Singularity biology
• Project/Area Number: 21H00430
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 原田 哲仁 九州大学, 生体防御医学研究所, 准教授 (60596823)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: RNA-seq / 単一細胞解析 / シンギュラリティ

Outline of Annual Research Achievements

組織中で希少細胞として存在すると考えられるシンギュラリティ細胞を同定し、計測するうえで重要なのは、特定の細胞が次にどのような運命をたどるのかを単一細胞レベルで解析することである。特に、シンギュラリティ細胞とその周囲に存在する細胞を単一細胞レベルでプロファイリングすることは、シンギュラリティ細胞が集団として異質な細胞なのか、集団として押し出された結果なのか、その起源を知るうえで必須であると考える。顕微鏡下で観察されたシンギュラリティ細胞を、単一細胞レベルでシンギュラリティ細胞と周辺細胞を同時にラベリングすることで、より精度の高いシンギュラリティ細胞の同定と計測が可能となると考えられるが、これまでにその報告例はない。本提案では、光照射ピッキングによる細胞バーコーディングによるRNA-seq 法の開発を進めることを目的としている。研究代表者らは、本技術の根幹となる光照射ピッキング法として、光単離法を開発した。光単離法は、光分解性低分子の一つである6－ニトロピペロニルオキシメチル基（NPOM：6-nitropiperonyloxymethyl）を結合した逆転写プライマーを用いて細胞内で任意の細胞や構造体を光照射により光分解したプライマー由来のRNA情報のみを取得するRNA-seq法であり、少数細胞や核構造体内の転写情報の取得例を示した本法の論文発表を行った。今後は、光単離法を基盤とした細胞バーコーディング手法の開発を順次進める。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Modeling population size independent tissue epigenomes by ChIL-seq with single thin sections. (2021)
  • Author(s): Kazumitsu Maehara, Kosuke Tomimatsu, Akihito Harada, Kaori Tanaka, Shoko Sato, Megumi Fukuoka, Seiji Okada, Tetsuya Handa, Hitoshi Kurumizaka, Noriko Saitoh, Hiroshi Kimura, and Yasuyuki Ohkawa
  • Journal Title: Mol Syst Biol Volume: 17 Pages: e10323
  • DOI: 10.15252/msb.202110323.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Genome-wide analysis of chromatin structure changes upon MyoD binding in proliferative myoblasts during the cell cycle. (2021)
  • Author(s): Qianmei Wu, Takeru Fujii, Akihito Harada, Kosuke Tomimatsu, Atsuko Miyawaki-Kuwakado, Masatoshi Fujita, Kazumitsu Maehara, Yasuyuki Ohkawa.
  • Journal Title: J Biochem Volume: 169 Pages: 653-661
  • DOI: 10.1093/jb/mvab001.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Targeted inhibition of EPAS1-driven IL-31 production by a small-molecule compound. (2021)
  • Author(s): Yasuhisa Kamikaseda, Takehito Uruno, Kazufumi Kunimura, Akihito Harada, Kuniko Saiki, Kounosuke Oisaki, Daiji Sakata, Takeshi Nakahara, Makiko Kido-Nakahara, Motomu Kanai, Seiji Nakamura, Yasuyuki Ohkawa, Masutaka Furue, Yoshinori Fukui.
  • Journal Title: J Allergy Clin Immunol, Volume: 148 Pages: 633-638
  • DOI: 10.1016/j.jaci.2021.03.029.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Transcriptome analysis of gene expression changes upon enzymatic dissociation in skeletal myoblasts. (2021)
  • Author(s): Atsuko Miyawaki-Kuwakado, Qianmei Wu, Akihito Harada, Kosuke Tomimatsu, Takeru Fujii, Kazumitsu Maehara, Yasuyuki Ohkawa.
  • Journal Title: Genes Cells. Volume: 26 Pages: 530-540
  • DOI: 10.1111/gtc.12870. Epub 2021 Jun 8.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] High-depth spatial transcriptome analysis by photo-isolation chemistry. (2021)
  • Author(s): †Mizuki Honda, Shinya †Oki, Ryuichi Kimura, Akihito Harada, Kazumitsu Maehara, Kaori Tanaka, Chikara Meno, Yasuyuki Ohkawa.
  • Journal Title: Nat Commun. Volume: 12 Pages: 4416
  • DOI: 10.1038/s41467-021-24691-8.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Chromatin structure-dependent histone incorporation revealed by a genome-wide deposition assay. (2021)
  • Author(s): Hiroaki Tachiwana, Mariko Dacher, Kazumitsu Maehara, Akihito Harada, Yosuke Seto, Ryohei Katayama, Yasuyuki Ohkawa, Hiroshi Kimura, Hitoshi Kurumizaka, Noriko Saitoh.
  • Journal Title: Elife Volume: 10 Pages: e66290
  • DOI: 10.7554/eLife.66290.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] ChIL法による単一細胞マルチオミクスプロファイリング (2021)
  • Author(s): 原田 哲仁, 藤井 健, 前原 一満, 田中 かおり, 木村 宏, 大川 恭行
  • Organizer: 第44回日本分子生物学会
• [Presentation] Epigenomic lineage tracing toward the understanding acquisition of tissue-specific gene expression profile. (2021)
  • Author(s): 原田哲仁
  • Organizer: ＩＭＳセミナー
  • Invited
• [Remarks] 九州大学 トランスクリプトミクス分野ホームページ
  • URL: https://tx.bioreg.kyushu-u.ac.jp/