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頭頚部における、Hox遺伝子による領域決定の分子メカニズムの解析

研究課題

研究課題/領域番号 14J04690
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 解剖学一般(含組織学・発生学)
研究機関東京大学

研究代表者

北沢 太郎  東京大学, 医学系研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードHox遺伝子 / Dlx遺伝子 / 神経堤細胞 / 形態形成 / 咽頭弓 / Hox / Dlx / ChIP-seq / 進化発生
研究実績の概要

Hox遺伝子とDlx遺伝子による頭頸部の領域決定の解析を行った。Creレコンビナーゼ依存的にタグ付きHoxa2を過剰発現させるノックインマウスを用いた解析を進めた。神経堤細胞をマークするWnt1Creと掛け合わせて、マウス胎仔の咽頭弓を集めてChIP-seqを行うことに成功した。これにより、Hox遺伝子がマスターレギュレーターとして哺乳類の頭頸部神経堤細胞に領域特異的な位置情報を与える際に、直接的にどのようなゲノムの領域を支配しているかが明らかになった。
また、ポリコーム複合体が胚発生において重要な働きをしていることは既知のことであるが、今回特に神経堤細胞特異的なH3K27Me3(ポリコームマーカー)やH3K4Me2などのヒストンマークの解析を野生型とPRC2ノックアウトマウスにおいて解析することで、神経堤細胞の前駆細胞においてH3K4Me2とH3K27Me3の両方で同時にマークされるbivalentなゲノム領域が、神経堤細胞が咽頭弓に遊走後、その咽頭弓の位置特異的に遺伝子制御を変化させることを明らかにした。さらに、近年報告されたクロマチンアクセシビリティをゲノムワイドに検出するATAC-seqの系を導入することに成功した。この手法は、これまでに主流であったDNaseHS-seqに比較して少数の細胞で高いクオリティのデータを獲得することを可能にするものであり、今までにマウスの神経堤細胞と神経細胞における解析をin vivoで行った。これにより生体内でのクロマチン制御のダイナミクスを高い時間・空間解像度で解析することが可能になった。これらの成果の一部はScience誌に報告した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Friedrich Miescher Institute/for Biomedical Research(スイス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Hox2 Genes Are Required for Tonotopic Map Precision and Sound Discrimination in the Mouse Auditory Brainstem.2017

    • 著者名/発表者名
      Karmakar K, Narita Y, Fadok J, Ducret S, Loche A, Kitazawa T, Genoud C, Di Meglio T, Thierry R, Bacelo J, Luethi A, Rijli FM.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 18(1) 号: 1 ページ: 185-197

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2016.12.021

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Gene bivalency at Polycomb domains regulates cranial neural crest positional identity.2017

    • 著者名/発表者名
      Minoux M, Holwerda S, Vitobello A, Kitazawa T, Kohler H, Stadler MB, Rijli FM.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 355(6332) 号: 6332

    • DOI

      10.1126/science.aal2913

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Developmental mechanisms of the tympanic membrane in mammals and non-mammalian amniotes.2016

    • 著者名/発表者名
      Takechi M, Kitazawa T, Hirasawa T, Hirai T, Iseki S, Kurihara H, Kuratani S.
    • 雑誌名

      Congenital Anomalies

      巻: 56 ページ: 12-17

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distinct effects of Hoxa2 overexpression in cranial neural crest populations reveal that the mammalian hyomandibular-ceratohyal boundary maps within the styloid process.2015

    • 著者名/発表者名
      Kitazawa T, Fujisawa K, Narboux-Neme N, Arima Y, Kawamura Y, Inoue T, Wada Y, Kohro T, Aburatani H, Kodama T, Kim KS, Sato T, Uchijima Y, Maeda K, Miyagawa-Tomita S, Minoux M, Rijli FM, Levi G, Kurihara Y, Kurihara H
    • 雑誌名

      Developmental Biology

      巻: 15 号: 2 ページ: 162-174

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2015.04.007

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] M.D./Ph.D.コース体験記2015

    • 著者名/発表者名
      北沢太郎
    • 学会等名
      第29回日本医学会総会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都)
    • 年月日
      2015-04-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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