細胞分化の可塑性を制御する核内構造ダイナミクスの解明

• 研究課題/領域番号: 15J04853
• 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: 人類遺伝学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 田中 梓 京都大学, 医学研究科, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2015-04-24 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: エピゲノム / 成人T細胞白血病 / HTLV-1 / クロマチン構造解析 / シングルセル

研究実績の概要

データベースより、造血幹細胞、多能性造血前駆細胞、リンパ球系多能性前駆細胞、リンパ球系共通前駆細胞、CD4陽性T細胞、CD8陽性T細胞、B細胞、ナチュラルキラー細胞 (NK)、骨髄球系共通前駆細胞、顆粒球・マクロファージ前駆細胞、巨核球・赤芽球前駆細胞、単球、赤血球の13種類77サンプルのATAC-seqデータを取得し、t-SNEやCIBERSORT アルゴリズムをなどを用いた解析を行った。その結果、ATL細胞は特定の細胞分画に近いわけではなく、複数の血球分画の要素を含む独自のクロマチン構造を有していることがわかった。一方HAM症例はCD4陽性T細胞にクロマチン構造が類似していることが比較解析より明らかとなった。
またATAC-seqデータの詳細な解析により、ATL症例では転写開始点周辺のヌクレオソームの配置が健常人の血球サンプルと比較してまばらでヌクレオソームフリーな領域が多く、クロマチン構造が大きく崩れていることが示唆された。
ATL症例と全ての血球分画のクロマチン構造を比較解析することで、どのATL症例でもクロマチンが開いているにも関わらず他の血球分画ではクロマチンが閉じている領域が複数あることが明らかとなった。それらの領域周辺にある遺伝子に着目し、mRNAの発現を調べることで、ATL症例で特異的に機能している遺伝子の絞り込みを行った。それらの1つは先行研究で報告のあるEVC遺伝子であり、他の遺伝子もATL症例で重要な機能を持つのではないかと考えられ機能解析を進めている。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] HTLV-1 Alters T Cells for Viral Persistence and Transmission (2018)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Azusa、Matsuoka Masao
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 9 ページ: 461-461
  • DOI: 10.3389/fmicb.2018.00461
  • NAID: 120006697284
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Autologous Induced Stem Cell-Derived Retinal Cells for Macular Degeneration (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Mandai, A. Watanabe, Y. Kurimoto, 他36名
  • 雑誌名: New England Journal of Medicine 巻: 376 号: 11 ページ: 1038-1046
  • DOI: 10.1056/nejmoa1608368
  • 査読あり
• [雑誌論文] Myotonic dystrophy type 1 patient-derived iPSCs for the investigation of CTG repeat instability. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ueki J, Nakamori M, Nakamura M, Nishikawa M, Yoshida Y, Tanaka A, Morizane A, Kamon M, Araki T, Takahashi MP, Watanabe A, Inagaki N, Sakurai H.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 13 号: 1 ページ: 42522-42522
  • DOI: 10.1038/srep42522
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] OVOL2 Maintains the Transcriptional Program of Human Corneal Epithelium by Suppressing Epithelial-to-Mesenchymal Transition (2016)
  • 著者名/発表者名: ④K. Kitazawa, T. Hikichi, T. Nakamura, K. Mitsunaga, A. Tanaka, M. Nakamura, T. Yamakawa, S. Furukawa, M. Takasaka, N. Goshima, A. Watanabe, K. Okita, S. Kawasaki, M. Ueno, S. Kinoshita, S. Masui
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 15 号: 6 ページ: 1359-1368
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2016.04.020
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Epigenetic Variation between Human Induced Pluripotent Stem Cell Lines Is an Indicator of Differentiation Capacity (2016)
  • 著者名/発表者名: ③M. Nishizawa, K. Chonabayashi, M. Nomura, A. Tanaka, M. Nakamura, A. Inagaki, M. Nishikawa, I. Takei, A. Oishi, K. Tanabe, M. Ohnuki, H. Yokota, M. Koyanagi-Aoi, K. Okita, A. Watanabe, A. Takaori-Kondo, S. Yamanaka, Y. Yoshida
  • 雑誌名: Cell Stem Cell 巻: 19 号: 3 ページ: 341-354
  • DOI: 10.1016/j.stem.2016.06.019
  • 査読あり
• [学会発表] Dynamic Changes of Chromatin Structure and Transcriptome By Transient Expression of HTLV-1 Tax in ATL Cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Kurita, Jun-ichirou Yasunaga, Azusa Tanaka, Mahgoub Mohamed and Masao Matsuoka
  • 学会等名: ASH annual meeting 2018
  • 国際学会
• [学会発表] 間欠的HTLV-1 Tax発現に伴うクロマチン構造およびトランスクリプトーム変化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 栗田 大輔, 安永 純一朗, 田中 梓, マハジョウブモハメド, 松岡 雅雄
  • 学会等名: 第77回日本癌学会学術総会
• [学会発表] 成人T細胞白血病細胞のクロマチン構造解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中 梓, 安永 純一朗, 藤本 明洋, 松岡 雅雄
  • 学会等名: 第4回日本HTLV-1学会学術集会
• [学会発表] Human T-cell leukemia virus alters the epigenetic landscape and core regulatory circuitry in infected cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Azusa Tanaka, Jun-ichirou Yasunaga, Masao Matsuoka, Akihiro Fujimoto
  • 学会等名: Keystone Symposia Conference: Single Cell Omics
• [学会発表] Dynamics of Epigenome During Cardiac Differentiation: A New Approach to Chromatin Status at Ultra-low Level (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中梓、中村正裕、渡辺亮
  • 学会等名: 第40回内藤コンファレンス
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2015-09-15