| 研究課題/領域番号 |
16K20975
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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) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | オープンクロマチン / クロマチン３次元構造 / 受精卵 |
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| 研究実績の概要 |
脊椎動物の発生の初期段階において、受精卵はリプログラミングを受け、分化多能性を持つ細胞集団（胞胚期）を作る。この過程において、親から受け継いだクロマチンのエピジェネティック修飾パターンは、多能性細胞の転写状態を制御するためのパターンに戻される。DNAメチル化やヒストン修飾については受精直後の動態が明らかにされつつあるが、それを制御すると考えられる転写因子のクロマチンへの結合動態については、初期胚の細胞数の少なさなどの問題から解析されていない。本研究は転写因子の結合を少数細胞から網羅的に解析できるATAC-seqと、受精直後の胚を大量に得られるメダカを用いることで、今まで未知であった胞胚期以前の転写因子結合動態を記載し、クロマチンのリプログラミングの転写因子による制御機構を解明する。
平成28年度までに転写因子結合部位を同定することができた。特に、受精後の胚性遺伝子活性化が起こる時期にオープンクロマチン領域が出現することを示した。平成29年度では、これらオープンクロマチンがクロマチンの３次元構造と密接に関連していることを明らかにした。特に、受精後、オープンクロマチンが生じるのとほぼ同時にクロマチンの３次元構造の一つであるコンパートメントが形成されることが明らかになった。一方で、オープンクロマチンが形成された胞胚期においてはまだクロマチンのループ構造ができていないことも明らかになった。このことは、リプログラミング過程において転写因子結合がループ構造形成には寄与しないことを示唆している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の予定通り、メダカ初期胚におけるオープンクロマチンの位置を同定することができた。また、それらとクロマチン３次元構造との関連が明らかになり、その制御機構についても解析が進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
オープンクロマチンとクロマチン３次元構造の動態をより詳細に解析することで、両者の制御機構について明らかにする。具体的には、複数の発生段階でのクロマチン３次元構造データを解析し、両者の相関を発生過程において明らかにする。さらに、クロマチン３次元構造に摂動を与えた際のオープンクロマチンへの影響を解析する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初の計画通り転写因子のクロマチン結合部位の同定は完了したが、その結果、予想外なことに結合動態がクロマチンの３次元構造と密接に関連していることが明らかになった。そこで、本研究の目的であるリプログラミングの制御機構の解明をより精緻に達成するために、３次元構造との関連を明確にするデータ解析に時間を要した。このため、当初平成２９年度に行う予定であった実験は中断することとなった。
クロマチン３次元構造と転写因子結合動態の関連を発生過程においてさらに詳細に解析することで、クロマチンリプログラムについて新規の知見が得られることが期待される。そのため、次年度において３次元構造情報を取得するための追加実験を行う。このシークエンス費用に次年度使用額を使用する。
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