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発生初期の分化多能性獲得過程における転写因子のクロマチン結合動態の解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K20975
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 発生生物学
ゲノム生物学
研究機関東京大学

研究代表者

中村 遼平  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (30756458)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードクロマチン / 脊椎動物 / リプログラミング / 転写因子 / クロマチン3次元構造 / リプログラミンング / オープンクロマチン / 受精卵 / クロマチン構造 / 初期発生 / エピゲノム
研究成果の概要

メダカ初期胚において、転写因子結合部位の動態を記載することができた。特に、受精後の胚性遺伝子活性化が起こる時期にオープンクロマチン領域が出現することを示した。この過程において、受精後、オープンクロマチンが生じるのとほぼ同時にクロマチンの3次元構造の一つであるコンパートメントと呼ばれる転写の活性状態と抑制状態を反映するMbスケールの構造が形成されることが明らかになった。ATAC-seqにより得られたオープンクロマチン領域とクロマチン3次元構造データを比較解析した結果、これらオープンクロマチンがクロマチンのコンパートメント構造と密接に関連していることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脊椎動物の発生の初期段階において、受精卵はリプログラミングを受け、分化多能性を持つ細胞集団(胞胚期)を作る。この過程において、親から受け継いだクロマチンのエピジェネティック修飾パターンは、多能性細胞の転写状態を制御するためのパターンに戻される。DNAメチル化やヒストン修飾については受精直後の動態が明らかにされつつあるが、それを制御すると考えられる転写因子のクロマチンへの結合動態については、初期胚の細胞数の少なさなどの問題から解析されていなかった。本研究によって得られた結果は、リプログラミング過程のクロマチン動態を記載したもので、分化多能性の制御機構の理解につながる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Targeted in vivo epigenome editing of H3K27me32019

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Hiroto S.、Takeda Hiroyuki、Nakamura Ryohei
    • 雑誌名

      Epigenetics & Chromatin

      巻: 12 号: 1

    • DOI

      10.1186/s13072-019-0263-z

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hypomethylated domain-enriched DNA motifs prepattern the accessible nucleosome organization in teleosts2017

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Ryohei、Uno Ayako、Kumagai Masahiko、Morishita Shinichi、Takeda Hiroyuki
    • 雑誌名

      Epigenetics & Chromatin

      巻: 10 号: 1 ページ: 44-44

    • DOI

      10.1186/s13072-017-0152-2

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparative analysis of genome and epigenome in the closely related medaka species identifies conserved sequence preferences for DNA hypomethylated domains2016

    • 著者名/発表者名
      Ayako Uno, Ryohei Nakamura, Tatsuya Tsukahara, Wei Qu, Sumio Sugano, Yutaka Suzuki, Shinichi Morishita & Takeda, H.
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: 33 号: 4 ページ: 358-365

    • DOI

      10.2108/zs160030

    • NAID

      210000185148

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Establishment of the three-dimensional genome structure during medaka fish development2019

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Nakamura
    • 学会等名
      Keystone Symposia, 3D Genome: Gene Regulation and Disease
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Establishment of the three-dimensional genome structure in medaka fish embryos2018

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Nakamura
    • 学会等名
      Keystone Symposia Chromatin Architecture and Chromosome Organization
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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