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細胞分化可塑性を規定する染色体高次構造の解析

公募研究

研究領域高精細アプローチで迫る転写サイクル機構の統一的理解
研究課題/領域番号 15H01352
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関京都大学

研究代表者

山本 拓也  京都大学, iPS細胞研究所, 特定拠点講師 (60546993)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2016年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2015年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワードゲノム / 発生・分化 / 発生・分化
研究実績の概要

「細胞の分化能力」を染色体の高次構造の制御という観点から明らかにすることが本研究の目標である。多能性幹細胞の重要な性質の一つである多分化能の本質は、幹細胞で発現していない遺伝子群が分化刺激に対して、適切に転写を開始できることにある。したがって、多能性幹細胞で発現していない分化関連遺伝子群がどのような制御を受けて転写を開始する準備を整えているのかを知ることは重要であるが、解析はほとんど進んでいない。本研究では、多能性幹細胞において、分化関連遺伝子群の転写制御領域の染色体高次構造を同定し、その制御メカニズムを明らかにすることにより、幹細胞の重要な性質を規定する根本原理に迫ることを目的とした。

前年度までに、染色体高次構造解析により、分化関連遺伝子の特徴であるバイバレント修飾をプロモーター領域にもつ遺伝子群が3次元空間上で、近傍に位置しやすいということを明らかにした。本年度は、我々の染色体高次構造解析と公共データベースに存在する核内部の染色体位置データを統合して解析することにより、体細胞初期化過程において、核膜の近傍に存在するバイバレント遺伝子は、核の中心へ移動することを示した。解析過程で、種々の網羅的解析に関するプログラムの開発も行なっている。また、機能阻害実験により、PRC1、PRC2、TrxG複合体が、多能性幹細胞において、バイバレントプロモーターの3次元空間上での集合に必要であることを示した。これらの結果は、エピジェネティック修飾と染色体の空間配置や高次構造が密接に関連し、分化関連遺伝子が外部刺激に対して素早く応答できるように制御されていることを示唆するものである。

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

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (7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 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] レスター大学(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Hybrid Cellular Metabolism Coordinated by Zic3 and Esrrb Synergistically Enhances Induction of Naive Pluripotency2017

    • 著者名/発表者名
      Masamitsu Sone, Nobuhiro Morone, Tomonori Nakamura, Akito Tanaka, Keisuke Okita, Knut Woltjen, Masato Nakagawa, John E Heuser, Yasuhiro Yamada, Shinya Yamanaka, Takuya Yamamoto
    • 雑誌名

      Cell Metabolism

      巻: 印刷中

    • 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
  • [学会発表] HYBRID CELLULAR METABOLISM COORDINATED BY ZIC3 AND ESRRB SYNERGISTICALLY ENHANCES SOMATIC CELL REPROGRAMMING2016

    • 著者名/発表者名
      Masamitsu Sone, Shinya Yamanaka, Takuya Yamamoto
    • 学会等名
      ISSCR 2016
    • 発表場所
      San Francisco, CA, U.S.
    • 年月日
      2016-06-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Hybrid Cellular Metabolism Coordinated by Zic3 and Esrrb Synergistically Enhance2016

    • 著者名/発表者名
      Sone M, Yamanaka S, and Yamamoto T.
    • 学会等名
      CiRA/ISSCR 2016
    • 発表場所
      日本、京都
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CHROMATIN INTERACTIONS AT DEVELOPMENTAL GENE LOCI ARE REESTABLISHED BY SOMATIC CELL REPROGRAMMING2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Ikeda, Masamitsu Sone, Shinya Yamanaka, Takuya Yamamoto
    • 学会等名
      ISSCR 13th Annual Meeting
    • 発表場所
      スウェーデン, ストックホルム
    • 年月日
      2015-06-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ORPHAN NUCLEAR RECEPTOR AND ZIC FAMILY TRANSCRPTION FACTORS SYNERGISTICALLY ENHANCE SOMATIC CELL REPROGRAMMING2015

    • 著者名/発表者名
      Sone M, Yamanaka S, and Yamamoto T.
    • 学会等名
      ISSCR 13th Annual Meeting
    • 発表場所
      スウェーデン, ストックホルム
    • 年月日
      2015-06-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 京都大学iPS細胞研究所山本研究室

    • URL

      http://www.cira.kyoto-u.ac.jp/yamamoto/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-01-31  

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