| 研究領域 | 遺伝子制御の基盤となるクロマチンポテンシャル |
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| 研究課題/領域番号 |
21H00245
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
生物系
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| 研究機関 | 東京大学 |
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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)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
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| キーワード | クロマチン3次元構造 / 初期胚 / クロマチンループ / メダカ / クロマチン３次元構造 / 初期発生 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
動物の発生初期において、染色体はリプログラミングを受け、クロマチンの３次元構造も大規模に変化する。クロマチン３次元構造は転写制御に重要と考えられているが、発生過程における変化の役割やその制御メカニズムについては理解が進んでいない。
メダカ胚においては、クロマチンのループ構造が未分化細胞には存在せず、分化の開始時期にループ構造が確立されることがわかっている。
本研究では、メダカ胚を用いてクロマチンのループ構造が発生過程においてどのような分子メカニズムで確立され、ループ構造の確立が転写制御や分化能においてどのような役割を持つのか明らかにすることを目指す。
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| 研究実績の概要 |
染色体は受精後、リプログラミングを受け、クロマチンの3次元構造も大規模に変化することが近年明らかにされつつある。しかし、発生初期胚は細胞数が少ないなどの技術的な問題から、3次元構造変化の役割やその制御メカニズムは理解が進んでいない。分化した細胞のクロマチンは一般的にTopologically Associated Domain (TAD) という、物理的、機能的に独立した領域に区画化されていることが明らかになっている。このTADは、CTCFとコヒーシンというタンパク質がクロマチンのループを形成することで確立されることが明らかになっている。 メダカの未分化細胞では転写が起きているにも関わらずクロマチンループやTADが存在せず、細胞が分化する原腸形成期にそれらの構造が出現することが明らかになっている。TADはゲノム領域間の相互作用を制限・増幅すると考えられていることから、未分化細胞と分化した細胞ではTADの有無によって遺伝子ごとの転写のしやすさ(ポテンシャル)が異なり、分化能に影響を与えていることが考えられるが、TADの転写のしやすさや分化能に対する役割は明らかになっていない。 2022年度はTADの役割を明らかにするために、複数のCTCFやコヒーシン関連因子に対してモルフォリノアンチセンスオリゴを用いた遺伝子のノックダウン実験を行い、これらのノックダウン胚においてクロマチン3次元構造を解析した。 その結果、TADが減弱あるいは増強するノックダウン胚がそれぞれ複数得られた。特に、いくつかの因子については、これまで知られていなかったTADへの寄与の仕方が示唆された。今後トランスクリプトームのデータと比較することでTADの役割を解析する。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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