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ゲノム相分離生物学の創出とがん研究への応用

Research Project

Project/Area Number 19K24694
Research Category

Fund for the Promotion of Joint International Research (Home-Returning Researcher Development Research)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

鈴木 洋  名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (00587793)

Project Period (FY) 2020 – 2022
Project Status Granted (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥56,030,000 (Direct Cost: ¥43,100,000、Indirect Cost: ¥12,930,000)
Keywordsゲノム / RNA / 相分離 / エンハンサー / がん
Outline of Annual Research Achievements

本研究計画は、近年生命科学で注目されている(液液)相分離(phase separation)のコンセプトを導入し、スーパーエンハンサーなどのゲノムの調節領域の機能の理解を深め、がん研究などへの応用を目指す計画である。令和2年度は現所属に着任し新しい研究室を開始した。京都大学との共同研究により、骨髄異形成症候群などで頻繁にその異常がみられるコヒーシンの機能解析を通じて、コヒーシン・スーパーエンハンサー・転写の関係について重要な知見を得た(Ochi et al. Cancer Discovery. 2020)。コヒーシンはエンハンサーとプロモーターの相互作用において非常に重要な分子であり、そのような従来的な考え方に基づけば、コヒーシンの機能欠損は、マスター転写因子などの抑制と同様にスーパーエンハンサー近傍の遺伝子の発現低下を引き起こすと予想されたが、スーパーエンハンサーへの影響は軽度であり、一方で、転写のポージングが高い遺伝子群の選択的な発現低下を誘導することが明らかになった。この知見は転写因子やコヒーシンなどが関与したゲノム構造・転写凝集体の制御と転写の制御の間に複雑な制御チェックポイントがあることを浮き彫りにした。また、東京大学との共同研究では、胸腺におけるスーパーエンハンサーの機能について新規シングルセル解析プラットフォームを構築し、1つのスーパーエンハンサーが異なる染色体上の複数の遺伝子を活性化している可能性を見出した(Tomofuji et al. Nature Immunology. 2020)。この結果はスーパーエンハンサーの機能が細胞種に応じてダイナミックに変化するものを示唆するものであった。両者とも相分離との関与が示唆される結果である。さらに、相分離の典型的なドライバーである天然変性領域と疾患の関係や転写凝集体についても興味深い知見が得られている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

コヒーシンの機能解析については、遺伝子制御におけるコヒーシンの従来の考え方とは異なる新規コンセプトを世界に先駆けて提唱することができた。また、相分離の典型的なドライバーである天然変性領域と疾患の関係や転写凝集体についても非常に興味深い知見が得られている。

Strategy for Future Research Activity

核内のエンハンサーRNAなどを分解するRNAエキソソームのノックアウト細胞において、スーパーエンハンサー・エピゲノム・転写などの機能解析およびRNAポリメラーゼIIの超解像イメージングを行い、転写に関連した相分離が遺伝子発現制御に与える影響を解析する。

Expenditure Plan for Carryover Budget

令和3年度は、次年度使用額および令和3年度の助成金をあわせて、引き続き、次世代シーケンサー解析に関連した必要な備品・消耗品を整備し、円滑に研究計画を進める予定である。

Report

(1 results)
  • 2020 Research-status Report

Research Products

(13 results)

All 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] マサチューセッツ工科大学(米国)

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    • Description
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      Cancer Discovery

      Volume: - Issue: 6 Pages: 836-853

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Published: 2020-03-25   Modified: 2022-04-15  

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