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結合オミクスによる骨格筋組織再生機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23H00372
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分43:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
研究機関九州大学

研究代表者

大川 恭行  九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (80448430)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2025年度)
配分額 *注記
47,320千円 (直接経費: 36,400千円、間接経費: 10,920千円)
2025年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
2024年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
2023年度: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
キーワードクロマチン / 単一細胞解析 / マルチオミクス / 骨格筋分化 / 遺伝子発現制御
研究開始時の研究の概要

遺伝子発現は細胞の機能を構築、維持する根幹を担うシステムの一つである。発生・再生過程における組織構築では、膨大な数の遺伝子発現がそれぞれ内因的なクロマチン構造制御と細胞間相互作用や分泌因子などの外因的制御の連動により制御される。一方で、クロマチン構造制御が外部からシグナル伝達経路によりどのように制御されているのか未だ不明なままである。そこで、本研究課題では組織構築過程における細胞間コミュニケーションおよびクロマチン構造制御を時間情報と共に体系的に取得し、組織構築システムをクロマチン構造御の観点から全ゲノムレベルでの理解を目指す。

研究実績の概要

遺伝子発現は細胞の機能を構築、維持する根幹を担うシステムの一つである。発生・再生過程における組織構築では、膨大な数の遺伝子発現がそれぞれ内因的なクロマチン構造制御と細胞間相互作用や分泌因子などの外因的制御の連動により制御される。一方で、クロマチン構造制御が外部からシグナル伝達経路によりどのように制御されているのか未だ不明なままである。そこで、本研究課題では組織構築過程における細胞間コミュニケーションおよびクロマチン構造制御を時間情報と共に体系的に取得し、組織構築システムをクロマチン構造御の観点から全ゲノムレベルでの理解を目指す。今年度では、組織構築システムの解析に不可欠となる1細胞レベルの空間マルチオミクス技術開発を完了した。本技術は、Precision Immunofluorescence Cancelingと命名した消光可能な蛍光標識抗体を用いて組織や細胞を毀損することなく逐次的に解析を行う技術である。また、解析途中でのサンプルの保存性が高く、細胞内のDNAやRNAを保持することが可能である。同一組織を用いてRNA FISHも実現している。連続免疫染色を、タンパク質およびRNAレベルで行うことで組織内における細胞型の分類から細胞の状態変化に至る過程を包括的に解析する技術開発に成功し、乳がんなどのヒト検体解析に用いることが可能であることを検証した。更にタンパク質レベルでは200種類以上の解析に成功し、現在世界最高スペックの空間プロテオーム技術といえる。本技術をもとにして、ヒト骨格筋検体の解析を進めている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初予定の開発を早めて、データ取得を進めており当初の計画以上に進展している。

今後の研究の推進方策

研究計画に従って進めていく。

報告書

(2件)
  • 2023 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 9件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Production of a Monoclonal Antibody for Histone H2b Isoform H2b3b2024

    • 著者名/発表者名
      Egashira Saki、Tachibana Taro、Nakamura Mako、Ohkawa Yasuyuki、Harada Akihito
    • 雑誌名

      Monoclonal Antibodies in Immunodiagnosis and Immunotherapy

      巻: 43 号: 2 ページ: 75-80

    • DOI

      10.1089/mab.2023.0025

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genome-wide ATAC-see screening identifies TFDP1 as a modulator of global chromatin accessibility2024

    • 著者名/発表者名
      Ishii Satoko、Kakizuka Taishi、Park Sung-Joon、Tagawa Ayako、Sanbo Chiaki、Tanabe Hideyuki、Ohkawa Yasuyuki、Nakanishi Mahito、Nakai Kenta、Miyanari Yusuke
    • 雑誌名

      Nature Genetics

      巻: 56 号: 3 ページ: 473-482

    • DOI

      10.1038/s41588-024-01658-1

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genome-wide mapping and cryo-EM structural analyses of the overlapping tri-nucleosome composed of hexasome-hexasome-octasome moieties2024

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Masahiro、Fujii Takeru、Tanaka Hiroki、Maehara Kazumitsu、Morishima Ken、Shimizu Masahiro、Kobayashi Yuki、Nozawa Kayo、Takizawa Yoshimasa、Sugiyama Masaaki、Ohkawa Yasuyuki、Kurumizaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 7 号: 1 ページ: 61-61

    • DOI

      10.1038/s42003-023-05694-1

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Precise immunofluorescence canceling for highly multiplexed imaging capturing specific cell state2023

    • 著者名/発表者名
      Tomimatsu Kosuke、Fujii Takeru、Bise Ryoma、Hosoda Kazufumi、Taniguchi Yosuke、Ochiai Hiroshi、Ohishi Hiroaki、Ando Kanta、Minami Ryoma、Tanaka Kaori、Tachibana Taro、Mori Seiichi、Harada Akihito、Maehara Kazumitsu、Nagasaki Masao、Uchida Seiichi、Kimura Hiroshi、Narita Masashi、Ohkawa Yasuyuki
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2023.10.17.561810

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cryo-EM and biochemical analyses of the nucleosome containing the human histone H3 variant H3.82023

    • 著者名/発表者名
      Hirai Seiya、Kujirai Tomoya、Akatsu Munetaka、Ogasawara Mitsuo、Ehara Haruhiko、Sekine Shun-ichi、Ohkawa Yasuyuki、Takizawa Yoshimasa、Kurumizaka Hitoshi
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 174 号: 6 ページ: 549-559

    • DOI

      10.1093/jb/mvad069

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Phase-separated nuclear bodies of nucleoporin fusions promote condensation of MLL1/CRM1 and rearrangement of 3D genome structure2023

    • 著者名/発表者名
      Oka Masahiro、Otani Mayumi、Miyamoto Yoichi、Oshima Rieko、Adachi Jun、Tomonaga Takeshi、Asally Munehiro、Nagaoka Yuya、Tanaka Kaori、Toyoda Atsushi、Ichikawa Kazuki、Morishita Shinichi、Isono Kyoichi、Koseki Haruhiko、Nakato Ryuichiro、Ohkawa Yasuyuki、Yoneda Yoshihiro
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 42 号: 8 ページ: 112884-112884

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2023.112884

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] FOXK1 promotes nonalcoholic fatty liver disease by mediating mTORC1-dependent inhibition of hepatic fatty acid oxidation.2023

    • 著者名/発表者名
      Fujinuma S, Nakatsumi H, Shimizu H, Sugiyama S, Harada A, Goya T, Tanaka M, Kohjima M, Takahashi M, Izumi Y, Yagi M, Kang D, Kaneko M, Shigeta M, Bamba T, Ohkawa Y, Nakayama KI*.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 42(5) 号: 5 ページ: 112530-112530

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2023.112530

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 連続免疫染色法による高解像度空間オミクスの開発2024

    • 著者名/発表者名
      大川恭行
    • 学会等名
      ゲノム創薬・創発フォーラム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 組織形成を理解するための単一細胞マルチオミクスの開発2024

    • 著者名/発表者名
      大川恭行
    • 学会等名
      創薬医学講座
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 組織形成を理解するための単一細胞マルチオミクスの開発2023

    • 著者名/発表者名
      原田 哲仁、富松航佑、藤井健、大川恭行
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Developing single-cell multi-omics to understand tissue formation2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Ohkawa
    • 学会等名
      サルコペニア研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Comprehensive Analysis of Signal Transduction Activation Pathways through Sequential Immunostaining2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Ohkawa
    • 学会等名
      Single Cell Genomics Conference 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 遺伝子発現制御を包括的に解析する技術の開発2023

    • 著者名/発表者名
      大川恭行
    • 学会等名
      2023年度国立遺伝学研究所クロマチン研究会(NIG-JOINT)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 組織形成を理解するための単一細胞マルチオミクスの開発2023

    • 著者名/発表者名
      大川恭行
    • 学会等名
      奈良県立医科大学講演
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トランスクリプトミクスによる筋再生過程の高深度解析2023

    • 著者名/発表者名
      大川恭行
    • 学会等名
      第9回日本筋学会学術集会/第10回筋ジストロフィー医療研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 組織形成を理解するための単一細胞マルチオミクスの開発2023

    • 著者名/発表者名
      大川恭行
    • 学会等名
      <MBL> 第34回 高遠シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨格筋幹細胞の運命決定を遺伝子発現制御から理解する2023

    • 著者名/発表者名
      大川恭行
    • 学会等名
      生物科学セミナー
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of spatial multi-omics for understanding skeletal muscle aging2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Ohkawa
    • 学会等名
      1st Symposium on "Skeletal muscle cells in Growth and Disease"
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 月刊細胞2023

    • 著者名/発表者名
      原田 哲仁,大川 恭行
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      ニューサイエンス社
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] 生体の科学2023

    • 著者名/発表者名
      原田 哲仁, 富松 航佑, 武 千メイ, 大川 恭行
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      公益財団法人金原一郎記念医学医療振興財団・医学書院
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 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/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2023-04-13   更新日: 2025-06-20  

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