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神経幹細胞の全発生過程における非ゲノム情報制御の重要性の解析

公募研究

研究領域多様かつ堅牢な細胞形質を支える非ゲノム情報複製機構
研究課題/領域番号 22H04687
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
研究機関東京大学

研究代表者

岸 雄介  東京大学, 定量生命科学研究所, 准教授 (00645236)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2023年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワード神経発生 / 神経幹細胞 / ニューロン / エピゲノム / クロマチン / Hi-C / シングルセル解析 / Utx / H3K27me3
研究開始時の研究の概要

組織幹細胞は、発生期を通じてその役割を変化させながら、機能的な組織を構築する。大脳を構築する大脳神経幹細胞は、エピブラスト(胚盤葉上層)から誘導された外胚葉が神経板となり、続いて管状の神経管を形成し、そして最も前側に位置する神経上皮細胞から分化する。本研究では、エピブラストから神経系に誘導されてニューロン・アストロサイトを産生するまでの神経幹細胞の全発生過程における運命転換の基盤となる非ゲノム情報(ポリコーム関連因子、オープンクロマチン領域)の重要性を明らかにすることを目指す。

研究実績の概要

我々の思考や行動をつかさどる脳は、胎児期から周産期にかけて発達して機能を獲得しする。この過程では遺伝子発現パターンが大きく変化することで、細胞の運命が次々に転換していくため、遺伝子発現をつかさどる非ゲノム情報の役割は重要である。本研究では、脳が形成される最初期から実際に脳機能が獲得されるまでの期間において、クロマチン構造やエピジェネティック修飾といった非ゲノム情報が果たす役割を明らかにすることを目的とした。
私たちは、神経幹細胞の増殖・分化にポリコーム群タンパク質と拮抗する活性型エピゲノム因子であるUtxが重要であることを明らかにした(Koizumi et al., FASEB J., 2022)。また、神経幹細胞の制御に重要な役割を果たすHmga2の分子機能の詳細を明らかにした(Kuwayama et al., Nat. Commun., 2023)。さらに、脳機能が獲得される発生後期過程や機能が低下する老化過程ででニューロンの核の形態や物理的性質がダイナミックに変化することを明らかにした(Frey et al., Aging Cell, 2023)。これらの研究はほぼ全て生体内の脳から採取したサンプルを用いて遂行したが、そのために生体内の神経系細胞に適切に遺伝子導入を行う手法の開発した(Kishi et al., bioRxiv, 2023)。

現在までの達成度 (段落)

令和5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

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2024 2023 2022 2020 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 4件、 招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Miyoshi G, Ueta Y, Yagasaki Y, Kishi Y, Fishell G, Machold RP, Miyata M2024

    • 著者名/発表者名
      Developmental trajectories of GABAergic cortical interneurons are sequentially modulated by dynamic FoxG1 expression level
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      巻: 121 号: 16

    • DOI

      10.1073/pnas.2317783121

    • 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] Frey T, Murakami T, Maki K, Kawaue T, Tani N, Sugai A, Nakazawa N, Ishiguro K, Adachi T, Kengaku M, Ohki K, Gotoh Y & Kishi Y2023

    • 著者名/発表者名
      Age-associated reduction of nuclear shape dynamics in excitatory neurons of the visual cortex
    • 雑誌名

      Aging Cell

      巻: 22 号: 9 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1111/acel.13925

    • 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] HMGA2 directly mediates chromatin condensation in association with neuronal fate regulation2023

    • 著者名/発表者名
      Kuwayama Naohiro、Kujirai Tomoya、Kishi Yusuke、Hirano Rina、Echigoya Kenta、Fang Lingyan、Watanabe Sugiko、Nakao Mitsuyoshi、Suzuki Yutaka、Ishiguro Kei-ichiro、Kurumizaka Hitoshi、Gotoh Yukiko
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 号: 1 ページ: 6420-6420

    • DOI

      10.1038/s41467-023-42094-9

    • 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] UTX deficiency in neural stem/progenitor cells results in impaired neural development, fetal ventriculomegaly, and postnatal death2022

    • 著者名/発表者名
      Koizumi M, Eto H, Saeki M, Seki M, Fukushima T, Mukai S, Ide H, Sera Y, Iwasaki M, Suzuki Y, Tohei A, Kishi Y, Honda H.
    • 雑誌名

      FASEB journal

      巻: 36(12) 号: 12 ページ: 22662-22662

    • DOI

      10.1096/fj.202201002rr

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Age-associated reduction of nuclear shape dynamics in excitatory neurons of the visual cortex2022

    • 著者名/発表者名
      Tanita Frey, Tomonari Murakami, Koichiro Maki, Takumi Kawaue, Ayaka Sugai, Naotaka Nakazawa, Taiji Adachi, Mineko Kengaku, Kenichi Ohki, Yukiko Gotoh, Yusuke Kishi
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: 504704-504704

    • DOI

      10.1101/2022.08.22.504704

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] In utero gene transfer system for embryos before neural tube closure reveals a role for Hmga2 in the onset of neurogenesis2020

    • 著者名/発表者名
      Naohiro Kuwayama, Yusuke Kishi*, Yurie Maeda, Yurie Nishiumi, Yutaka Suzuki, Haruhiko Koseki, Yusuke Hirabayashi, Yukiko Gotoh (*Correspondence)
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: 086330-086330

    • DOI

      10.1101/2020.05.14.086330

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] ALTERATIONS IN TRANSCRIPTOME AND CHROMATIN ACCESSIBILITY OF NEURONAL SUBTYPES IN AGED HIPPOCAMPUS.2024

    • 著者名/発表者名
      Merve Bilgic, Yukiko Gotoh, Yusuke Kishi
    • 学会等名
      第41回 染色体ワークショップ・第22回 核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 老齢脳における遺伝子発現の単一細胞プロファイルで明らかにするミクログリアの不均一 性2024

    • 著者名/発表者名
      菅井 彩香, Merve Bilgic, 後藤 由季子, 岸 雄介
    • 学会等名
      第41回 染色体ワークショップ・第22回 核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ニューロンにおけるエピゲノムの役割2024

    • 著者名/発表者名
      岸 雄介
    • 学会等名
      学術変革3領域(グリアデコード・臨界期生物学・適応回路センサス)合同シンポジウム「細胞多様性-回路多様性-機能多様性」
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The role of the epigenome in neuronal aging2023

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kishi, Mai Saeki, YukikoGotoh
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ALTERATIONS IN TRANSCRIPTOME AND CHROMATIN ACCESSIBILITY OF NEURONAL SUBTYPES IN AGED HIPPOCAMPUS.2023

    • 著者名/発表者名
      Merve Bilgic, Yukiko Gotoh, Yusuke Kishi
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 老化脳における遺伝子発現の単一細胞プロファイルで明らかにするミクログリアの不均一性2023

    • 著者名/発表者名
      Ayaka Sugai, Merve Bilgic, Yukiko Gotoh, Yusuke Kishi
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ニューロンの老化における抑制性エピゲノム変化の解析2023

    • 著者名/発表者名
      岸 雄介, 佐伯 麻衣, Merve Bilgic, 後藤 由季子
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ニューロンにおける核ダイナミクス2023

    • 著者名/発表者名
      岸 雄介, Tanita Frey, _田 侑, 牧 功一郎, 安達 泰治, 後藤 由季子
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 老化脳における遺伝子発現の単一細胞プロファイルで明らかにするミクログリアの不均一性2023

    • 著者名/発表者名
      菅井 彩香, Merve Bilgic, 後藤 由季子, 岸 雄介
    • 学会等名
      BioUT
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] The role of epigenome in neuronal aging2023

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kishi, Mai Saeki, Yukiko Gotoh
    • 学会等名
      The 16th Annual Meeting and Korea-Japan Joint Meeting for Developmental Neuroscientists
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Analysis of complex brain development by single-cell transcriptome profiling of ferret neural progenitors2023

    • 著者名/発表者名
      Merve Bilgic、Fumio Matsuzaki
    • 学会等名
      The 16th Annual Meeting and Korea-Japan Joint Meeting for Developmental Neuroscientists
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ニューロン老化におけるエピゲノムの役割の解明2022

    • 著者名/発表者名
      岸雄介、佐伯麻衣、Merve Bilgic、後藤由季子
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ニューロン老化におけるエピゲノムの役割2022

    • 著者名/発表者名
      岸雄介、佐伯麻衣、Merve Bilgic、後藤由季子
    • 学会等名
      新学術・学術変革領域合同若手の会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ALTERATIONS IN TRANSCRIPTOME AND CHROMATIN ACCESSIBILITY OF NEURONAL SUBTYPES IN AGED HIPPOCAMPUS2022

    • 著者名/発表者名
      Merve Bilgic、後藤由季子、岸雄介
    • 学会等名
      新学術・学術変革領域合同若手の会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 老齢マイクログリアにおける転写プロファイルの不均一性の解析2022

    • 著者名/発表者名
      菅井彩香、Merve Bilgic、後藤由季子、岸雄介
    • 学会等名
      新学術・学術変革領域合同若手の会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Alterations in transcriptome and chromatin accessibility of neuronal subtypes in aged hippocampus2022

    • 著者名/発表者名
      Merve Bilgic、後藤由季子、岸雄介
    • 学会等名
      The Transcription, Chromatin, and Epigenetics in Aging Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic changes in the chromatin and nuclear state during neuronal differentiation ニューロン分化過程におけるクロマチンと核の変化2022

    • 著者名/発表者名
      岸雄介、佐伯麻衣、後藤由季子
    • 学会等名
      55th Annual Meeting of the Japanese Society of Developomental Biologists
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nuclear morphology of cortical excitatory neurons is regulated by visual experience and aging2022

    • 著者名/発表者名
      Tanita M. Frey, Tomonari Murakami, Kenichi Ohki, Yukiko Gotoh, Yusuke Kishi
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] ニューロンの核は老化するとシワシワになり、かたくなる

    • URL

      https://www.iqb.u-tokyo.ac.jp/pressrelease/230725/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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