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2022 年度 実績報告書

細胞分化にともなうクロマチンポテンシャルの変化とその分子基盤

計画研究

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
研究課題/領域番号 18H05530
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

眞貝 洋一  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (20211972)

研究分担者 平谷 伊智朗  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (40583753)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2023-03-31
キーワード3Dゲノム構造
研究実績の概要

本課題で、眞貝は、1)クロマチンリモデリング因子によって如何に転写抑制のエピゲノムが動的に制御されているかを明らかにすることを目指した。また、2)H3K9メチル化並びにその修飾酵素がどれほどクロマチン3次元構造、特にヘテロクロマチンの形成に重要であるのか、どのような役割を持っているのか、を明らかにすることも掲げた。最終年度、1)クロマチンリモデリング因子複合体HELLS/CDCA7の分子機能の一端を明らかにし、それを取り纏め論文化を進めている。2)H3K9メチル化を完全に消失させた不死化MEF細胞を樹立し、HiC-seq、ChIP-seq、光顕、電顕等による3Dクロマチン構造の解析を行った。その結果、ヘテロクロマチンはH3K9me2/3とH3K27me3のエピゲノム制御系によって排他的に制御されている一方で、2つの制御系は冗長的にヘテロクロマチン構造維持に寄与すること、さらにはこの2つの制御系以外でヘテロクロマチン構造を維持している領域があることを突き止め、その成果を論文化した。
平谷は、Mb単位のクロマチン構造である核内コンパートメントと高い相関を示す複製タイミングの異常を示す変異体を網羅的に同定して解析することで、核内コンパートメントの分子基盤の解明を目指してきた。マウス特定ゲノム領域の複製タイミング異常の再現性を確認したDNA複製関連因子について、AID法によるホルモン依存的分解除去を可能にし、これを細胞周期の同調・リリース実験と組み合わせることで、核内コンパートメント制御の機能発揮時期の特定に成功した。現在、成果を取りまとめて論文化を進めている。

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。

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。

  • 研究成果

    (45件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (34件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Radboud University Medical Center(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      Radboud University Medical Center
  • [国際共同研究] University of British Columbia(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      University of British Columbia
  • [国際共同研究] University of Aberdeen(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Aberdeen
  • [国際共同研究] University of Paris, CNRS(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      University of Paris, CNRS
  • [雑誌論文] A specific G9a inhibitor unveils BGLT3 lncRNA as a universal mediator of chemically induced fetal globin gene expression2023

    • 著者名/発表者名
      Takase S、Hiroyama T、Shirai F、Maemoto Y、Nakata A、Arata M、Matsuoka S、Sonoda T、Niwa H、Sato S、Umehara T、Shirouzu M、Nishigaya Y、Sumiya T、Hashimoto N、Namie R、Usui M、Ohishi T、Ohba S、Kawada M、Hayashi Y、Harada H、Yamaguchi T、Shinkai Y、Nakamura Y、Yoshida M、Ito A
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 ページ: 23

    • DOI

      10.1038/s41467-022-35404-0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Epigenetic plasticity safeguards heterochromatin configuration in mammals2023

    • 著者名/発表者名
      Fukuda K, Shimi T, Shimura C, Ono T, Suzuki T, Onoue K, Okayama S, Miura H, Hiratani I, Ikeda K, Okada Y, Dohmae N, Yonemura S, Inoue A, Kimura H, Shinkai Y
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 51 ページ: not assigned

    • DOI

      10.1093/nar/gkad387

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] METTL18-mediated histidine methylation of RPL3 modulates translation elongation for proteostasis maintenance2022

    • 著者名/発表者名
      Matsuura-Suzuki E、Shimazu T、Takahashi M、Kotoshiba K、Suzuki T、Kashiwagi K、Sohtome Y、Akakabe M、Sodeoka M、Dohmae N、Ito T、Shinkai Y、Iwasaki S
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 11 ページ: e72780

    • DOI

      10.7554/eLife.72780

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Large-Scale Chromatin Rearrangements in Cancer2022

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi K、Chen X、Oji A、Hiratani I、Defossez P
    • 雑誌名

      Cancers

      巻: 14 ページ: 2384~2384

    • DOI

      10.3390/cancers14102384

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cell cycle dynamics and developmental dynamics of the 3D genome: toward linking the two timescales2022

    • 著者名/発表者名
      Miura H、Hiratani I
    • 雑誌名

      Current Opinion in Genetics and Development

      巻: 73 ページ: 101898~101898

    • DOI

      10.1016/j.gde.2021.101898

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 不活性X染色体の三次元構造と遺伝子発現制御2022

    • 著者名/発表者名
      平谷伊智朗、プーンパーム・ラウィン
    • 雑誌名

      医学のあゆみ『X染色体不活性化と疾患-新たな展開』

      巻: 283 ページ: 23486-23491

  • [学会発表] Somatic DNA replication timing program emerges with a unique transitional S-phase during early mouse embryogenesis2023

    • 著者名/発表者名
      Hiratani I
    • 学会等名
      RIKEN BDR Symposium 2023 “Transitions in Biological Systems”
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The embryonic-to-somatic DNA replication program switch is accompanied by the emergence of a fragile S-phase2023

    • 著者名/発表者名
      平谷伊智朗
    • 学会等名
      第3回有性生殖研究会「生殖の多様性」
  • [学会発表] 潜在的不安定性から読み解くゲノム設計原理2023

    • 著者名/発表者名
      平谷伊智朗
    • 学会等名
      JST CREST・さきがけ「ゲノムスケールのDNA設計・合成による細胞制御技術の創出」研究領域 Zoomオンラインセミナー
  • [学会発表] Unraveling the dynamic 3D genome architecture through single-cell DNA replication profiling2022

    • 著者名/発表者名
      Hiratani I
    • 学会等名
      The 14th International Congress of Cell Biology & 9th Asian Pacific Organization for Cell Biology (2022 ICCB & APOCB)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Replication dynamics identifies the folding principles of the inactive X chromosome2022

    • 著者名/発表者名
      Hiratani I
    • 学会等名
      Japan-UK Regulation through Chromatin Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 1細胞全ゲノムDNA複製解析からゲノム三次元構造動態を探る2022

    • 著者名/発表者名
      平谷伊智朗
    • 学会等名
      染色体学会 第73回年会シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 哺乳類でのヘテロクロマチンのエピジェネティック可塑性2022

    • 著者名/発表者名
      眞貝洋一
    • 学会等名
      日本遺伝学会第94回大会
    • 招待講演
  • [学会発表] エピゲノム可塑性によるヘテロクロマチン維持機構2022

    • 著者名/発表者名
      福田渓、井上梓、志村知古、眞貝洋一
    • 学会等名
      第40 回染色体ワークショップ/第21 回核ダイナミクス研究会合同集会
  • [学会発表] クリーフストラ症候群モデルマウス脳内における炎症状態の解析2022

    • 著者名/発表者名
      山田亜夕美、西村佳也子、眞貝洋一
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] モデルマウスを用いたクリーフストラ症候群症状改善方法の探究2022

    • 著者名/発表者名
      山田亜夕美、西村佳也子、眞貝洋一
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] ヒト生殖細胞形成過程におけるトランスポゾンの制御と個体差2022

    • 著者名/発表者名
      福田渓、眞貝洋一
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] リボソームタンパク質に起きるヒスチジンメチル化修飾の機能-コドンの読み取り速度を調節し、高品質タンパク質を合成する-2022

    • 著者名/発表者名
      松浦絵里子、島津忠広、髙橋真梨、事柴芳、鈴木健裕、柏木一宏、五月女宜裕、赤壁麻依、袖岡幹子、堂前直、伊藤拓宏、眞貝洋一、岩崎信太郎
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] ヘテロクロマチンの核内空間制御におけるクロマチン修飾の役割2022

    • 著者名/発表者名
      福田渓、志村知古、志見剛、木村宏、眞貝 洋一
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
  • [学会発表] 反復配列に引き起こされる哺乳類異所的高次クロマチン形成系の構築と解析2022

    • 著者名/発表者名
      白井温子
    • 学会等名
      第15回日本エピジェネティクス研究会年会
  • [学会発表] 潜在的不安定性から読み解くゲノム設計原理2022

    • 著者名/発表者名
      平谷伊智朗
    • 学会等名
      JST CREST・さきがけ「ゲノムスケールのDNA設計・合成による細胞制御技術の創出」研究領域 第5回領域会議
  • [学会発表] Unraveling the dynamic 3D genome architecture through single-cell DNA replication profiling(1細胞全ゲノムDNA複製解析からゲノム三次元構造動態を探る)2022

    • 著者名/発表者名
      平谷伊智朗
    • 学会等名
      第60回日本生物物理学会年会シンポジウム「先端技術と理論で迫るクロマチン機能の理解(Chromatin function as revealed by cutting-edge technique and theory)
  • [学会発表] 1細胞全ゲノムDNA複製解析から探るゲノム三次元構造の発生制御2022

    • 著者名/発表者名
      平谷伊智朗
    • 学会等名
      第3回ゲノム生物物理学セミナー
  • [学会発表] DNA複製動態から見えた不活性X染色体三次元構造の構築原理2022

    • 著者名/発表者名
      平谷伊智朗
    • 学会等名
      第5回JSTさきがけ「エピジェネティクスの制御と生命機能」終了領域研究会
  • [学会発表] 1細胞全ゲノムDNA複製解析から探るゲノム三次元構造の発生制御2022

    • 著者名/発表者名
      平谷伊智朗
    • 学会等名
      国立遺伝学研究所研究会「染色体安定維持研究会」
  • [学会発表] Genome-wide screening of A/B compartment regulators using a DNA replication reporter system2022

    • 著者名/発表者名
      平谷伊智朗
    • 学会等名
      新学術領域研究「遺伝子制御の基盤となるクロマチンポテンシャル」第5回領域会議
  • [学会発表] A genome-wide CRISPR screening reveals a role for an essential DNA replication factor in nuclear compartment segregation2022

    • 著者名/発表者名
      Oji A, Yusa K, Hiratani I
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 全ゲノムCRISPRスクリーニングで明らかになったDNA複製因子の核内構造制御における役割2022

    • 著者名/発表者名
      大字亜沙美
    • 学会等名
      国立遺伝学研究所研究会「染色体安定維持研究会」
  • [学会発表] 全ゲノムCRISPRスクリーニングで明らかになったDNA複製因子の核内コンパートメント制御における役割2022

    • 著者名/発表者名
      大字亜沙美
    • 学会等名
      第15回日本エピジェネティクス研究会年会
  • [学会発表] Replication dynamics identifies the folding principles of the inactive X chromosome2022

    • 著者名/発表者名
      Poonperm R, Ichihara S, Miura H, Tanigawa A, Nagao K, Obuse C, Sado T, Hiratani I
    • 学会等名
      The 45th Annual Meeting of MBSJ
  • [学会発表] Cell-cycle dynamics of A/B compartment organization in mammalian cells2022

    • 著者名/発表者名
      Miura H, Tanigawa A, Oji A, Choubani L, Poonperm R, Hiratani I
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] ヒスチジンメチル化修飾の分子標的に関する生化学的解析2022

    • 著者名/発表者名
      渡邊優衣、島津忠広、眞貝 洋一
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
  • [学会発表] 出芽酵母を用いたH3K9メチル化酵素/HP1発現による遺伝子発現への影響解析2022

    • 著者名/発表者名
      清水泰希、沖昌也、眞貝洋一
    • 学会等名
      第15回日本エピジェネティクス研究会年会
  • [学会発表] Mitochondrial respiratory complex I failure and cellular CoQ10 deficiency in PYURF KO HeLa cells2022

    • 著者名/発表者名
      ファンチー、島津忠広、眞貝洋一
    • 学会等名
      第15回日本エピジェネティクス研究会年会
  • [学会発表] タンパク質ヒスチジンπ型メチル化酵素欠損マウスは胎生致死になる2022

    • 著者名/発表者名
      島津忠広、芳本玲、事柴芳、鈴木建裕、赤壁麻衣、五月女宣裕、袖岡幹子、堂前直、眞貝洋一
    • 学会等名
      第15回日本エピジェネティクス研究会年会
  • [学会発表] GINS4, an essential factor for DNA replication, is involved in regulating the 3D genome architecture during G1 phase2022

    • 著者名/発表者名
      Oji A, Yusa K, Hiratani I
    • 学会等名
      NIG International Symposium 2022
  • [学会発表] Replication dynamics identifies the folding principles of the inactive X chromosome2022

    • 著者名/発表者名
      Poonperm R, Ichihara S, Miura H, Tanigawa A, Nagao K, Obuse C, Sado T, Hiratani I
    • 学会等名
      NIG international symposium 2022
  • [学会発表] Replication dynamics identifies the folding principles of the inactive X chromosome2022

    • 著者名/発表者名
      Poonperm R, Ichihara S, Miura H, Tanigawa A, Nagao K, Obuse C, Sado T, Hiratani I
    • 学会等名
      新学術領域・学術変革領域A合同「若手の会 2022」
  • [学会発表] Integrated data science approach for understanding the 3D genome organization2022

    • 著者名/発表者名
      Miura H, Hiratani I
    • 学会等名
      NIG International Symposium 2022, Chromosome Replication in the New Era; Old and New Questions in Life Science
  • [学会発表] 哺乳類3Dゲノム構築原理の理解に向けた統合データサイエンス2022

    • 著者名/発表者名
      三浦尚、平谷伊智朗
    • 学会等名
      2022年日本バイオインフォマティクス学会年会・第11回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2022)
  • [備考] 精子のエピゲノムは人それぞれ-生殖細胞におけるレトロエレメントの不完全制御-

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2022/20220413_2/index.html

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公開日: 2023-12-25  

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