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2019 年度 実績報告書

クロマチン組成が規定する骨格筋分化制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H03608
研究機関九州大学

研究代表者

大川 恭行  九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (80448430)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードクロマチン / ヒストンバリアント / 骨格筋分化
研究実績の概要

細胞分化では、転写因子、ヒストン修飾を始めとする様々なエピゲノム制御により、一群の分化関連遺伝子が選択的に発現する。近年、ヒストンバリアントが特定の組成比でクロマチン構造を形成し、ゲノム上の遺伝子の選択から転写量調節まで幅広く関与していることが明らかとなった。しかし、その成立機序や機能は未だ不明な点が多い。そこで、本研究では骨格筋幹細胞から成熟した筋組織に至る過程の様々な前駆細胞、成熟筋組織に至る過程で、ヒストンバリアントが分化遺伝子の選択から、発現後の転写レベル調節を行う際のゲノム上のクロマチン組成とその機能解明を行った。まず、新規に同定したヒストンH3バリアントH3mm7, H3mm13,H3mm18は骨格筋に特異的に発現しており、その選択は、遺伝子の選択的な転写誘導に加えて転写量調節に関与することが明らかとなった。H3mm7は2018年に論文発表を行った。そこで、H3mm18について全ゲノムレベルで遺伝子発現の選択性を検討したところ、H3mm18の取り込みはH3.3と同様の機序で制御されていることが明らかとなり、遺伝子の選択的な制御はH3.3の取り込みを行うシャペロンおよびシャペロンを輸送する転写因子により行われていることが明らかとなった。一方で、H3mm18の取り込みは一過的であり、クロマチン構造としての寄与より、むしろH3.3シャペロンの取り込みの攪乱を行っている可能性が明らかとなった。H3mm18による多角的な発生、分化、組織形成制御の解明を行った。H3mm18のノックアウトマウスを樹立し解析を進め、H3mm18においては骨格筋再生過程において無秩序な遺伝子発現状態がが一過的に形成された。これらは現在投稿準備中である。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 1件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 12件) 学会発表 (6件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] The role of galanin in the differentiation of mucosal mast cells in mice.2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi T, Ikeda Y, Tashiro K, Ohkawa Y, Kawabata K
    • 雑誌名

      Eur J Immunol.

      巻: 50 ページ: 110-118

    • DOI

      doi: 10.1002/eji.201848061.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chromatin-bound CRM1 recruits SET-Nup214 and NPM1c onto HOX clusters causing aberrant HOX expression in leukemia cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Oka M, Mura S, Otani M, Miyamoto Y, Nogami J, Maehara K, Harada A, Tachibana T, Yoneda Y, Ohkawa Y
    • 雑誌名

      Elife

      巻: 8 ページ: e46667

    • DOI

      doi: 10.7554/eLife.46667.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cell competition corrects noisy Wnt morphogen gradients to achieve robust patterning in the zebrafish embryo.2019

    • 著者名/発表者名
      Akieda Y, Ogamino S, Furuie H, Ishitani S, Akiyoshi R, Nogami J, Masuda T, Shimizu N, Ohkawa Y, Ishitani T
    • 雑誌名

      Nat Commun.

      巻: 10 ページ: 4710

    • DOI

      doi: 10.1038/s41467-019-12609-4.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sustained expression of HeyL is critical for the proliferation of muscle stem cells in overloaded muscle.2019

    • 著者名/発表者名
      Fukuda S, Kaneshige A, Kaji T, Noguchi YT, Takemoto Y, Zhang L, Tsujikawa K, Kokubo H, Uezumi A, Maehara K, Harada A, Ohkawa Y, Fukada SI
    • 雑誌名

      Elife

      巻: 8 ページ: e48284

    • DOI

      doi: 10.7554/eLife.48284.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Calcineurin Broadly Regulates the Initiation of Skeletal Muscle-Specific Gene Expression by Binding Target Promoters and Facilitating the Interaction of the SWI/SNF Chromatin Remodeling Enzyme.2019

    • 著者名/発表者名
      Witwicka H, Nogami J, Syed SA, Maehara K, Padilla-Benavides T, Ohkawa Y, Imbalzano AN
    • 雑誌名

      Mol Cell Biol.

      巻: 39 ページ: e00063-19

    • DOI

      doi: 10.1128/MCB.00063-19.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Eleanor ncRNAs activate the topological domain of the ESR1 locus to balance against apoptosis. Nat Commun.2019

    • 著者名/発表者名
      Abdalla MOA, Yamamoto T, Maehara K, Nogami J, Ohkawa Y, Miura H, Poonperm R, Hiratani I, Nakayama H, Nakao M, Saitoh N
    • 雑誌名

      Nat Commun.

      巻: 10 ページ: 3778

    • DOI

      doi: 10.1038/s41467-019-11378-4.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Biochemical analysis of nucleosome targeting by Tn5 transposase2019

    • 著者名/発表者名
      Sato S, Arimura Y, Kujirai T, Harada A, Maehara K, Nogami J, Ohkawa Y, Kurumizaka H.
    • 雑誌名

      Open Biol.

      巻: 9 ページ: 190116

    • DOI

      doi: 10.1098/rsob.190116.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dmrt factors determine the positional information of cerebral cortical progenitors via differential suppression of homeobox genes.2019

    • 著者名/発表者名
      Konno D, Kishida C, Maehara K, Ohkawa Y, Kiyonari H, Okada S, Matsuzaki F
    • 雑誌名

      Development

      巻: 146 ページ: pii: dev174243

    • DOI

      doi: 10.1242/dev.174243.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Anti-tumour effects of antimicrobial peptides, components of the innate immune system, against haematopoietic tumours in Drosophila mxc mutants.2019

    • 著者名/発表者名
      Araki M, Kurihara M, Kinoshita S, Awane R, Sato T, Ohkawa Y, Inoue YH
    • 雑誌名

      Dis Model Mech.

      巻: 12 ページ: dmm037721

    • DOI

      doi: 10.1242/dmm.037721.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Regulation of ectopic heterochromatin-mediated epigenetic diversification by the JmjC family protein Epe1.2019

    • 著者名/発表者名
      Sorida M, Hirauchi T, Ishizaki H, Kaito W, Shimada A, Mori C, Chikashige Y, Hiraoka Y, Suzuki Y, Ohkawa Y, Kato H, Takahata S, Murakami Y
    • 雑誌名

      PLoS Genet.

      巻: 15 ページ: e1008129

    • DOI

      doi: 10.1371/journal.pgen.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] CLEC3A, MMP7, and LCN2 as novel markers for predicting recurrence in resected G1 and G2 pancreatic neuroendocrine tumor.2019

    • 著者名/発表者名
      Miki M, Oono T, Fujimori N, Takaoka T, Kawabe K, Miyasaka Y, Ohtsuka T, Saito D, Nakamura M, Ohkawa Y, Oda Y, Suyama M, Ito T, Ogawa Y
    • 雑誌名

      Cancer Med.

      巻: 8 ページ: 3748-3760

    • DOI

      doi: 10.1002/cam4.2232.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Macrophage centripetal migration drives spontaneous healing process after spinal cord injury.2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayakawa K, Ohkawa Y, Yoshizaki S, Tamaru T, Saito T, Kijima K, Yokota K, Hara M, Kubota K, Matsumoto Y, Harimaya K, Ozato K, Masuda T, Tsuda M, Tamura T, Inoue K, Edgerton VR, Iwamoto Y, Nakashima Y, Okada S
    • 雑誌名

      Sci Adv.

      巻: 5 ページ: eaav5086

    • DOI

      doi: 10.1126/sciadv.aav5086.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 遺伝子の発現されやすさはどのように決まるのか?~クロマチンが規定する遺伝子発現制御能力~2019

    • 著者名/発表者名
      大川恭行
    • 学会等名
      第47回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] Development of chromatin integration labeling technology for single cell multiomics2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Ohkawa
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] Spatial epigenomics approached by chromatin integration labeling technology2019

    • 著者名/発表者名
      大川恭行
    • 学会等名
      Trans-Omics for Advanced Medical Sciences
  • [学会発表] クロマチン挿入法による単一細胞エピゲノム解析2019

    • 著者名/発表者名
      大川恭行
    • 学会等名
      日本人類遺伝学会第64回大会
  • [学会発表] Chromatin integration labelling Technology for expanding multi-omics2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Ohkawa
    • 学会等名
      EMBO Symposia: Multi-Omics
  • [学会発表] Chromatin integration labelling technology for expanding multi-omics2019

    • 著者名/発表者名
      大川恭行
    • 学会等名
      第13回国際ゲノム会議
  • [図書] 実験医学2019

    • 著者名/発表者名
      原田 哲仁,大川 恭行
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      羊土社
  • [産業財産権] 対象核酸の塩基配列を1細胞レベルで並列に検出する方法2020

    • 発明者名
      大川 恭行、原田哲仁
    • 権利者名
      国立大学法人九州大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-017027

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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