2021 Fiscal Year Annual Research Report
データ駆動的な位相図の再構成によるゲノム様式変化の理解
Publicly Offered Research
| Project Area | Genome modality: understanding physical properties of the genome |
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| Project/Area Number |
21H05755
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
前原 一満 九州大学, 生体防御医学研究所, 助教 (90726431)
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| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2023-03-31
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| Keywords | クロマチン / 位相図 / ヒストンバリアント / ホッジ分解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生命現象としての生や死、増殖、細胞分化、がん化といった質的変化は、多種多数の分子が働く真核細胞の核内に存在するクロマチンの緻密な遺伝子発現制御システムにより実現される。本計画では、ゲノムモダリティ変化を定性的に理解するための情報解析手法開発を目的とする。クロマチンの状態変化を示すクロマチン・フロー計測法を樹立し、離散的ホッジ分解を応用した複雑ダイナミクスの要約法と組み合わせることで、クロマチン状態変化の位相図を構成し、複雑なクロマチン動態の定性的理解を試みる。クロマチンの時間変化ダイナミクスを計測するため、変化を含めたエピゲノムプロファイルを取得可能なデータの取得及び指標の開発を目指す。一細胞RNA -seqでは、4sUラベリングといった時間追跡技術が隆盛しているが、クロマチン情報の時間計測は未開分野である。そこで、クロマチン・フローの計測には、独自に開発したエピゲノム解析法 ChIL-seqを応用する。ChIL-seqは、一細胞・少数細胞のクロマチンが取得でき、組織切片の連続解析にも適している。ひとつのアイデアとして、RNA Polymerase IIの遺伝子座上の分布形状から転写状態の変化を推測する方法を発展させることを検討している。情報解析手法の開発については、クロマチン・フローを模した決定論的な力学系や、確率的ダイナミクスのシミュレーションデータを作成し、ダイナミクスの定性的な再現度を検証する。本年度は、組織切片をターゲットとした少数細胞エピゲノム解析法、および単一細胞データ解析手法について主著論文の成果を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り、データ取得と解析手法の開発を並行して進めることができている。とくにデータ解析手法の開発状況は当初計画以上に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画は順調に推移しており、今後の当初計画に基づく研究開発を遂行していく。クロマチンの時間変化ダイナミクスを計測するため、変化を含めたエピゲノムプロファイルを取得可能なデータの取得及び指標の開発を目指す。また、人工データを用いた要点抽出法手法の確立を目指す。
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[Journal Article] Relayed signaling between mesenchymal progenitors and muscle stem cells ensures adaptive stem cell response to increased mechanical load.2022
Author(s)
Kaneshige A, Kaji T, Zhang L, Saito H, Nakamura A, Kurosawa T, Ikemoto-Uezumi M, Tsujikawa K, Seno S, Hori M, Saito Y, Matozaki T, Maehara K, Ohkawa Y, Potente M, Watanabe S, Braun T, Uezumi A, Fukada SI.
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Journal Title
Cell Stem Cell.
Volume: 29
Pages: 265-280.e6
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Modeling population size independent tissue epigenomes by ChIL-seq with single thin sections.2021
Author(s)
Maehara K, Tomimatsu K, Harada A, Tanaka K, Sato S, Fukuoka M, Okada S, Handa T, Kurumizaka H, Saitoh N, Kimura H, Ohkawa Y.
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Journal Title
Mol Syst Biol.
Volume: 17
Pages: e10323
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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