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マウス胚性幹細胞分化に伴うゲノムの核内高次折り畳み構造変化の分子基盤

研究課題

研究課題/領域番号 22870033
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 発生生物学
研究機関国立遺伝学研究所

研究代表者

平谷 伊智朗  国立遺伝学研究所, 構造遺伝学研究センター, 助教 (40583753)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
3,146千円 (直接経費: 2,420千円、間接経費: 726千円)
2011年度: 1,508千円 (直接経費: 1,160千円、間接経費: 348千円)
2010年度: 1,638千円 (直接経費: 1,260千円、間接経費: 378千円)
キーワード生物・生体工学 / ゲノム / 遺伝子 / 発生・分化
研究概要

哺乳類発生過程において、未分化な胚細胞は分化に伴ってグローバルな染色体構造を変化させる。この構造変化は、細胞のエピジェネティックな変化を表象したものと考えられるがその意義は未だ不明である。私はこの構造変化が顕著に認められる染色体領域及び発生時期をゲノムワイドDNA複製タイミング解析とFISH及び電顕解析により検討した結果、マウスES細胞が後期epiblast様細胞(EpiSC細胞)に分化した時点で大きな染色体構造変化が起こることを見出した。本研究は、この変化がマウス初期発生における重要な分岐点であるという仮説に立脚し、その分子基盤の解明を目的とした。具体的には、マウスES細胞のEpiSC細胞への分化系を確立し、siRNA作製・導入の系を確立し、ES細胞のEpisc細胞への分化を阻害する因子をsiRNAスクリーニングにより同定することを目標に設定した。昨年度はsiRNA作製・導入の系を確立した。また実験的困難に伴い当初の予定を変更して雌胚性癌腫細胞のX染色体不活性化/再活性化を指標としてsiRNAスクリーニングを行うことを計画した。マウスES細胞のEpisc細胞への分化はX染色体不活性化を伴うが、私はX染色体不活性化がこの時期に起きる重要なクロマチン構造変化の一つと考えている。また、雌胚性癌腫細胞のX染色体不活性化の解除に伴って常染色体の核内配置も一部変化したため(FISH 解析)この培養系でグローバルな染色体構造変化が実際に起きていることが示唆された。ゆえに、この新たなスクリーニング計画は当初の研究目的に沿うものである。本年度は胚性癌腫細胞のX染色体不活性化/再活性化を人為的に引き起こして全ゲノム遺伝子発現のプロファイル変化を調べ、染色体構造変化に関与する可能性のある候補遺伝子をリストアップした。現在リストの上位70のsiRNAを作製し、表現型解析を行っている。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Genome-scale analysis of replication timing : from bench to bioinformatics2011

    • 著者名/発表者名
      Ryba T., et al.
    • 雑誌名

      Nature Protocols

      巻: 6 号: 6 ページ: 870-895

    • DOI

      10.1038/nprot.2011.328

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolutionarily conserved replication timing profiles predict long-range chromatin interactions and distinguish closely related cell types2010

    • 著者名/発表者名
      Ryba T., et al.
    • 雑誌名

      Genome Research

      巻: 20 ページ: 761-770

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Space and time in the nucleus : developmental control of replication timing and chromosome architecture2010

    • 著者名/発表者名
      Gilbert D.M., et al.
    • 雑誌名

      Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology

      巻: (in press)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Genome-Wide Dynamics of DNA Replication Timing Revealed by In Vitro Models of Mouse Embryogenesis-Implications for Higher-Order Genome Organization And Its Developmental Regulation2011

    • 著者名/発表者名
      平谷伊智朗
    • 学会等名
      理研CDBシンポジウム"Epigenetic Landscape in Development and Disease"
    • 発表場所
      理研CDB、神戸
    • 年月日
      2011-03-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-27   更新日: 2016-04-21  

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