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2023 Fiscal Year Annual Research Report

空間マルチオミクスでアプローチする初期胚における細胞運命決定機序の理解

Publicly Offered Research

Project AreaProgram of totipotency: From decoding to designing
Project/Area Number 22H04676
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) 2022-04-01 – 2024-03-31
Keywords空間オミクス / エピゲノミクス / プロテオミクス / トランスクリプトミクス / クロマチン
Outline of Annual Research Achievements

マウス着床前胚では、4細胞期の時点から個性が形成される一方で、全能性も有する可塑的な状態で存在している。この可塑的な状態は、細胞 間相互作用や種々のシグナル伝達経路により制御されているが、その機序は未だ不明な点が多い。そこで本研究では、胚内部における細胞間相 互作用および個々の細胞内で生じるシグナルの活性化を網羅的に解析すると同時に個々の細胞のクロマチン構造をゲノムワイドに解析を行うこ とで包括的な解明を試みた。空間上の細胞間相互作用に起因したクロマチン構造制御から遺伝子発現状態の変化を包括的に解析する。これによ り、初期胚における細胞運命決定機序の理解を目指した。
本研究では、単一細胞レベルのエピゲノム状態の解析に加えて、細胞間相互作用を単一細胞レベルで解析する新たな空間マルチオミクス技術の二つに取り組んだ。まず初期胚を解析可能なエピゲノム技術として2019年に発表したクロマチン挿入標識法に着目した。本法は任意の1細胞を高深度で解析を行うことが可能な技術である一方で、スループットを向上する技術に限界があった。そこで、Split&Pool法を概念的に取り組むことで少数細胞を網羅的に解析する高深度かつ網羅的な解析技術を確立し、single cell multi target ChILseqとして発表した。現在論文はプレプリントサーバーで公開しており、国際査読誌に査読中である。また、空間オミクスについては、Precision Fluorescence Canceling法として技術開発を行い、同様に発表した。本論文は国際査読誌上で公開予定である。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (21 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 7 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 8 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Production of a Monoclonal Antibody for Histone H2b Isoform H2b3b2024

    • Author(s)
      Egashira Saki、Tachibana Taro、Nakamura Mako、Ohkawa Yasuyuki、Harada Akihito
    • Journal Title

      Monoclonal Antibodies in Immunodiagnosis and Immunotherapy

      Volume: 43 Pages: 75~80

    • DOI

      10.1089/mab.2023.0025

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Genome-wide ATAC-see screening identifies TFDP1 as a modulator of global chromatin accessibility2024

    • Author(s)
      Ishii Satoko、Kakizuka Taishi、Park Sung-Joon、Tagawa Ayako、Sanbo Chiaki、Tanabe Hideyuki、Ohkawa Yasuyuki、Nakanishi Mahito、Nakai Kenta、Miyanari Yusuke
    • Journal Title

      Nature Genetics

      Volume: 56 Pages: 473~482

    • DOI

      10.1038/s41588-024-01658-1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Genome-wide mapping and cryo-EM structural analyses of the overlapping tri-nucleosome composed of hexasome-hexasome-octasome moieties2024

    • Author(s)
      Nishimura Masahiro、Fujii Takeru、Tanaka Hiroki、Maehara Kazumitsu、Morishima Ken、Shimizu Masahiro、Kobayashi Yuki、Nozawa Kayo、Takizawa Yoshimasa、Sugiyama Masaaki、Ohkawa Yasuyuki、Kurumizaka Hitoshi
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 7 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s42003-023-05694-1

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Precise immunofluorescence canceling for highly multiplexed imaging capturing specific cell state.2023

    • Author(s)
      Tomimatsu K, FujiiT, Bise R, Hosoda K, Taniguchi Y, Ochiai H, Ohishi H, Ando K, Minami R, Tanaka K, Tachibana T, Mori S, Harada A, Maehara K, Nagasaki M, Uchida S, Kimura H, Narita M, Ohkawa Y.
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1101/2023.10.17.561810

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cryo-EM and biochemical analyses of the nucleosome containing the human histone H3 variant H3.82023

    • Author(s)
      Hirai Seiya、Kujirai Tomoya、Akatsu Munetaka、Ogasawara Mitsuo、Ehara Haruhiko、Sekine Shun-ichi、Ohkawa Yasuyuki、Takizawa Yoshimasa、Kurumizaka Hitoshi
    • Journal Title

      The Journal of Biochemistry

      Volume: 174 Pages: 549~559

    • DOI

      10.1093/jb/mvad069

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Phase-separated nuclear bodies of nucleoporin fusions promote condensation of MLL1/CRM1 and rearrangement of 3D genome structure2023

    • Author(s)
      Oka Masahiro、Otani Mayumi、Miyamoto Yoichi、Oshima Rieko、Adachi Jun、Tomonaga Takeshi、Asally Munehiro、Nagaoka Yuya、Tanaka Kaori、Toyoda Atsushi、Ichikawa Kazuki、Morishita Shinichi、Isono Kyoichi、Koseki Haruhiko、Nakato Ryuichiro、Ohkawa Yasuyuki、Yoneda Yoshihiro
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 42 Pages: 112884~112884

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2023.112884

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] FOXK1 promotes nonalcoholic fatty liver disease by mediating mTORC1-dependent inhibition of hepatic fatty acid oxidation2023

    • Author(s)
      Fujinuma Shun、Nakatsumi Hirokazu、Shimizu Hideyuki、Sugiyama Shigeaki、Harada Akihito、Goya Takeshi、Tanaka Masatake、Kohjima Motoyuki、Takahashi Masatomo、Izumi Yoshihiro、Yagi Mikako、Kang Dongchon、Kaneko Mari、Shigeta Mayo、Bamba Takeshi、Ohkawa Yasuyuki、Nakayama Keiichi I.
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 42 Pages: 112530~112530

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2023.112530

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 連続免疫染色法による高解像度空間オミクスの開発2024

    • Author(s)
      大川恭行
    • Organizer
      ゲノム創薬・創発フォーラム
    • Invited
  • [Presentation] 組織形成を理解するための単一細胞マルチオミクスの開発2024

    • Author(s)
      大川恭行
    • Organizer
      創薬医学講座
    • Invited
  • [Presentation] 組織形成を理解するための単一細胞マルチオミクスの開発2023

    • Author(s)
      原田 哲仁、富松航佑、藤井健、大川恭行
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会
  • [Presentation] Developing single-cell multi-omics to understand tissue formation2023

    • Author(s)
      Yasuyuki Ohkawa
    • Organizer
      サルコペニア研究会
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Comprehensive Analysis of Signal Transduction Activation Pathways through Sequential Immunostaining2023

    • Author(s)
      Yasuyuki Ohkawa
    • Organizer
      Single Cell Genomics Conference 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 遺伝子発現制御を包括的に解析する技術の開発2023

    • Author(s)
      大川恭行
    • Organizer
      2023年度国立遺伝学研究所クロマチン研究会(NIG-JOINT)
    • Invited
  • [Presentation] 組織形成を理解するための単一細胞マルチオミクスの開発2023

    • Author(s)
      大川恭行
    • Organizer
      奈良県立医科大学講演
    • Invited
  • [Presentation] トランスクリプトミクスによる筋再生過程の高深度解析2023

    • Author(s)
      大川恭行
    • Organizer
      第9回日本筋学会学術集会/第10回筋ジストロフィー医療研究会
    • Invited
  • [Presentation] 組織形成を理解するための単一細胞マルチオミクスの開発2023

    • Author(s)
      大川恭行
    • Organizer
      <MBL> 第34回 高遠シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] 骨格筋幹細胞の運命決定を遺伝子発現制御から理解する2023

    • Author(s)
      大川恭行
    • Organizer
      生物科学セミナー
    • Invited
  • [Presentation] Development of spatial multi-omics for understanding skeletal muscle aging2023

    • Author(s)
      Yasuyuki Ohkawa
    • Organizer
      1st Symposium on "Skeletal muscle cells in Growth and Disease"
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 月刊細胞2023

    • Author(s)
      原田 哲仁,大川 恭行
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      ニューサイエンス社
  • [Book] 生体の科学2023

    • Author(s)
      原田 哲仁,富松 航佑,武 千メイ, 大川 恭行
    • Total Pages
      5
    • Publisher
      公益財団法人金原一郎記念医学医療振興財団・医学書院
  • [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

      http://tx.bioreg.kyushu-u.ac.jp/

URL: 

Published: 2024-12-25  

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