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全能性獲得機構の解明のためのmulti-omics技術の開発

Publicly Offered Research

Project AreaProgram of totipotency: From decoding to designing
Project/Area Number 20H05368
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionKyushu 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) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
KeywordsChIL-Seq / エピジェネティクス / マルチオミクス
Outline of Research at the Start

全能性の獲得には、様々なエピゲノム因子が関わると考えられるが、その全貌は明らかとなっていない。このような全能性因子の解析のためには、どの因子が協調して機能しているのかを分類するための同時性を担保した解析手法が必須である。そこで、本研究では同時性を担保するクロマチン構造解析と転写産物を同時に取得する技術multi-ChIL omicsの開発を目指す。本研究では、開発したmulti-ChIL omics技術の少数細胞での適用とハイスループット化を目標とし開発を進める。

Outline of Annual Research Achievements

哺乳動物において受精卵は、受精後に、精子および卵子由来のゲノム状態が初期化されることで全能性を獲得する。この全能性の獲得には、様々なエピゲノム因子が関わると考えられるが、その全貌は明らかとなっていない。このような全能性因子の解析のためには、どの因子が協調して機能しているのかを分類するための同時性を担保した解析手法が必須である。そこで、研究代表者はこの同時性を担保するためにクロマチン構造解析と転写産物を同時に取得する技術開発を目指す。具体的には、研究代表者らが最近開発した単一細胞レベルのエピゲノム解析手法であるChIL-seqを発展させた同時エピゲノム因子同定技術multi-ChILとmRNAseqを同一細胞内で行うmulti-ChIL omicsの開発を進める。前年度、本技術の基盤nの一つとなるmulti-ChIL法がある。multi-ChIL法は2種類以上のターゲットに対するゲノム位置情報を同一サンプルから取得する方法で、そのプロトコルを論文発表した。ChIL-seqの詳細なプロトコルおよび各工程における品質チェックについても、同時に公開した。今年度は、さらに単一細胞解析に向けたChIL-seqのハイスループット化を進め、ヒストン修飾およびRNAポリメラーゼIIのゲノム局在情報を可視化することに成功した。本手法は組織細胞由来のような非接着細胞にも適応可能であり、幅広く利用可能である。今後、トランスクリプトーム情報や複数抗体を同時に用いた場合の条件検討を進めていく。

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。

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2021 2020 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 8 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 1 results) Book (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Modeling population size independent tissue epigenomes by ChIL‐seq with single thin sections2021

    • Author(s)
      Maehara Kazumitsu、Tomimatsu Kosuke、Harada Akihito、Tanaka Kaori、Sato Shoko、Fukuoka Megumi、Okada Seiji、Handa Tetsuya、Kurumizaka Hitoshi、Saitoh Noriko、Kimura Hiroshi、Ohkawa Yasuyuki
    • Journal Title

      Molecular Systems Biology

      Volume: 17 Issue: 11 Pages: 8934-8946

    • DOI

      10.15252/msb.202110323

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Genome-wide analysis of chromatin structure changes upon MyoD binding in proliferative myoblasts during the cell cycle2021

    • Author(s)
      Wu Qianmei、Fujii Takeru、Harada Akihito、Tomimatsu Kosuke、Miyawaki-Kuwakado Atsuko、Fujita Masatoshi、Maehara Kazumitsu、Ohkawa Yasuyuki
    • Journal Title

      The Journal of Biochemistry

      Volume: - Issue: 6 Pages: 653-661

    • DOI

      10.1093/jb/mvab001

    • NAID

      40022687719

    • Related Report
      2021 Annual Research Report 2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Targeted inhibition of EPAS1-driven IL-31 production by a small-molecule compound.2021

    • Author(s)
      Kamikaseda Y, Uruno T, Kunimura K, Harada A, Saiki K, Oisaki K, Sakata D, Nakahara T, Kido-Nakahara M, Kanai M, Nakamura S, Ohkawa Y, Furue M, Fukui Y.
    • Journal Title

      J Allergy Clin Immunol.

      Volume: 148 Issue: 2 Pages: 633-638

    • DOI

      10.1016/j.jaci.2021.03.029

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Transcriptome analysis of gene expression changes upon enzymatic dissociation in skeletal myoblasts.2021

    • Author(s)
      Miyawaki-Kuwakado A, Wu Q, Harada A, Tomimatsu K, Fujii T, Maehara K, Ohkawa Y.
    • Journal Title

      Genes Cells.

      Volume: 26 Issue: 7 Pages: 530-540

    • DOI

      10.1111/gtc.12870

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      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] High-depth spatial transcriptome analysis by photo-isolation chemistry.2021

    • Author(s)
      Honda M, Oki S, Kimura R, Harada A, Maehara K, Tanaka K, Meno C, Ohkawa Y.
    • Journal Title

      Nat Commun.

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 4416-4416

    • DOI

      10.1038/s41467-021-24691-8

    • NAID

      120007141968

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      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Subnuclear gene positioning through lamina association affects copper tolerance2020

    • Author(s)
      Sakamoto Yuki、Sato Mayuko、Sato Yoshikatsu、Harada Akihito、Suzuki Takamasa、Goto Chieko、Tamura Kentaro、Toyooka Kiminori、Kimura Hiroshi、Ohkawa Yasuyuki、Hara-Nishimura Ikuko、Takagi Shingo、Matsunaga Sachihiro
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 5914-5914

    • DOI

      10.1038/s41467-020-19621-z

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      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Genome-wide kinetic properties of transcriptional bursting in mouse embryonic stem cells2020

    • Author(s)
      Ochiai Hiroshi、Hayashi Tetsutaro、Umeda Mana、Yoshimura Mika、Harada Akihito、Shimizu Yukiko、Nakano Kenta、Saitoh Noriko、Liu Zhe、Yamamoto Takashi、Okamura Tadashi、Ohkawa Yasuyuki、Kimura Hiroshi、Nikaido Itoshi
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 6 Issue: 25

    • DOI

      10.1126/sciadv.aaz6699

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Chromatin integration labeling for mapping DNA-binding proteins and modifications with low input.2020

    • Author(s)
      Tetsuya Handa, Akihito Harada, Kazumitsu Maehara, Shoko Sato, Masaru Nakao, Naoki Goto, Hitoshi Kurumizaka, Yasuyuki Ohkawa, Hiroshi Kimura.
    • Journal Title

      Nat Protoc.

      Volume: 15 Issue: 10 Pages: 3334-3360

    • DOI

      10.1038/s41596-020-0375-8

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      2020 Annual Research Report
    • 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
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  • [Presentation] Epigenomic lineage tracing toward the understanding acquisition of tissue-specific gene expression profile2021

    • Author(s)
      原田哲仁
    • Organizer
      IMSセミナー
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      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ChIL法による単一細胞エピゲノムプロファイリング.2020

    • Author(s)
      原田 哲仁, 前原 一満, 半田 哲也, 木村 宏 , 大川恭行
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会
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      2020 Annual Research Report
  • [Book] 1細胞エピゲノム解析技術開発の最前線2021

    • Author(s)
      大川 恭行,原田 哲仁,前原 一満
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      医歯薬出版株式会社 週刊医学のあゆみ
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      2020 Annual Research Report
  • [Book] 骨格筋研究のための最先端解析技術.2020

    • Author(s)
      原田 哲仁,大川 恭行
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      羊土社 実験医学
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      2020 Annual Research Report
  • [Book] シングルセルでのエピゲノム情報の計測技術.2020

    • Author(s)
      原田 哲仁,大川 恭行
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      羊土社 実験医学
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      2020 Annual Research Report
  • [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/

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      2021 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2022-12-28  

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