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Chromatin dynamics during primordial germ cell development in mammals

Research Project

Project/Area Number 18H02613
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 48040:Medical biochemistry-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

横林 しほり  京都大学, iPS細胞研究所, 特定拠点講師 (20615736)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords始原生殖細胞 / クロマチン高次構造 / 哺乳類 / 多能性幹細胞 / in vitro誘導系
Outline of Annual Research Achievements

生殖細胞は次世代へのゲノム情報の伝播を担う唯一の細胞系譜である。哺乳類では、生殖細胞の発生初期、即ち始原生殖細胞の発生期にゲノムワイドなエピゲノム変化(メチル化DNAの減少とヒストン修飾の変化)が観察される。このエピゲノム変化は、おそらくその後の生殖細胞発生を正常に行うために不可欠な分子イベントであると予想されるかが、しかし生殖細胞発生過程において果たす役割の分子的理解は未だ不十分である。
本研究ではこれまで、マウスES細胞を起点とした雄性生殖細胞発生の試験管内再構成系(Hayashi et al., 2011、Ohta et al., 2017、Ishikura et al., 2016)を用いて、ES細胞、エピブラスト様細胞、始原生殖細胞様細胞や精子幹細胞を含む各分化段階の細胞種を用いてChIPseq、ATACseq、Hi-C解析などのデータ取得を行ってきた。令和3年度は、これらのデータと、既報のメチル化DNA(PBAT)データ(Shirane et al., 2016、Ohta et al., 2017、Ishikura et al., 2016)、および質量分析法によるエピゲノム修飾基の定量比較解析データ(Benjamin Garcia博士と共同研究)を合わせて、統合解析を推進した(McGill大学ゲノムセンターとの共同研究)。これらの解析から、始原生殖細胞発生過程で誘発されるエピゲノムリプログラミング過程、さらにその後精原細胞分化過程で誘発されるエピゲノムプログラミング過程における核内クロマチン変化(Nucleome dynamics)の全容理解に迫る包括的知見が得られた。これらの結果をまとめて論文投稿を行った(Nagano, Hu et al., 査読中)。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究課題で取り組んできた種々のNGS解析手法によるクロマチン動態解析を論文発表に向けて大きく進めることができ、順調に進んでいるといえる。

Strategy for Future Research Activity

今後は、イメージング手法により焦点を当て、免疫染色法やDNA-FISH法等を組み合わせることにより、始原生殖細胞発生過程における核・クロマチン変化のより精細な可視化を行っていきたい。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(8 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Inherent genomic properties underlie the epigenomic heterogeneity of human induced pluripotent stem cells2021

    • Author(s)
      Yokobayashi Shihori、Yabuta Yukihiro、Nakagawa Masato、Okita Keisuke、Hu Bo、Murase Yusuke、Nakamura Tomonori、Bourque Guillaume、Majewski Jacek、Yamamoto Takuya、Saitou Mitinori
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 37 Pages: 109909-109909

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2021.109909

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Generation of human oogonia from induced pluripotent stem cells in culture2020

    • Author(s)
      Yamashiro Chika、Sasaki Kotaro、Yokobayashi Shihori、Kojima Yoji、Saitou Mitinori
    • Journal Title

      Nature Protocols

      Volume: 15 Pages: 1560-1583

    • DOI

      10.1038/s41596-020-0297-5

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reconstitution of Germ Cell Development In Vitro2018

    • Author(s)
      Shihori Yokobayashi and Mitinori Saitou
    • Journal Title

      Cell Biology of the Ovary

      Volume: 1 Pages: 1-19

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Journal Article] Generation of human oogonia from induced pluripotent stem cells in vitro.2018

    • Author(s)
      30.Yamashiro C, Sasaki K, Yabuta Y, Kojima Y, Nakamura T, Okamoto I, Yokobayashi S, Murase Y, Ishikura Y, Shirane K, Sasaki H, Yamamoto T, Saitou M.
    • Journal Title

      Science

      Volume: 362(6412) Pages: 356-360

    • DOI

      10.1126/science.aat1674

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Nucleome Programming for Mouse Germ Cell Development In Vitro.2021

    • Author(s)
      Nagano M., Hu B., Yokobayashi S., Umemura F., Yamamura A., Ishikura Y., Yabuta Y., Ohta H., Saitou M.
    • Organizer
      ASHBi Retreat 2021
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Inherent Genomic Properties Underlie the Epigenetic Heterogeneity of Human Induced Pluripotent Stem Cells.2021

    • Author(s)
      Shihori Yokobayashi
    • Organizer
      ASHBi Retreat 2021
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Epigenetic variations of human induced pluripotent stem cells and their implications in their propensity for germ cell development.2020

    • Author(s)
      Shihori Yokobayashi
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] マウス始原生殖細胞発生過程におけるエピゲノム再編成に伴うクロマチン構造変化の解明2019

    • Author(s)
      Masahiro Nagano, Bo Hu, Shihori Yokobayashi, Akitoshi Yamamura, Yukiko Ishikura, Yukihiro Yabuta, Hiroshi Ohta, Mitinori Saitou
    • Organizer
      六甲医学研究会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-12-28  

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