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2019 年度 実施状況報告書

ゲノム編集技術と一細胞RNA-seq解析を融合した機能的エンハンサー探索法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K19636
研究機関東京大学

研究代表者

北條 宏徳  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 准教授 (80788422)

研究分担者 大庭 伸介  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (20466733)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
キーワードエンハンサースクリーニング / ゲノム編集 / 骨形成
研究実績の概要

2019年度ではまず、これまでに得られたエンハンサー候補領域を標的とするガイドRNAウイルスライブラリーを作製した。ガイドRNA配列をsingle-cell RNA-seqプラットホームで解析可能なCROPseqベクターを用いた。当初、分子バーコードを有する別のウイルスベクターを使用予定であったが、文献に基づく検討の結果、CROPseqベクターを用いることとした。これにより、分子バーコードとガイドRNA配列の対応付けにかかる煩雑な実験と解析を回避することが可能になった。各エンハンサー候補に対するガイドRNA配列を有するベクターを構築後、これらを統合し、ウイルスパッケージング用ベクターおよび組み換え用ベクターと一緒に293T細胞に遺伝子導入し、レンチウイルスライブラリーを作製した。また、Cas9を恒常的に発現する骨芽細胞株を作製し、本レンチウイルスライブラリーを感染させた。CROPseqベクターにはピューロマイシン耐性遺伝子がコードされているため、ウイルス感染細胞をピューロマイシンにより選別後、リコンビナントヒトBone morphogenetic protein (rhBMP2)を一週間曝露し骨芽細胞の分化を誘導した。その後、酵素処理により細胞を単離後、一細胞ごとに10x Genomics社の Chromiumシステムによる一細胞バーコード(Droplet バーコード)付与を行った。一細胞RNA-seq解析により各Dropletバーコードに対する遺伝子発現プロファイルとgRNAプロファイルを得た。バイオインフォマティクスの手法を用いて、各細胞におけるGenotype(エンハンサー欠損部位)と、Phenotype(遺伝子発現プロファイル)を対応付けることで、どのエンハンサー候補群が、骨芽細胞の分化に寄与するか絞り込んだ。これにより、有望エンハンサーが同定された。

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

当初の予定通り進んでおり、有望なエンハンサー候補が得られているため

今後の研究の推進方策

当初の予定通り、研究を進める

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Stepwise strategy for generating osteoblasts from human pluripotent stem cells under fully defined xeno-free conditions with small-molecule inducers2020

    • 著者名/発表者名
      Zujur Denise、Kanke Kosuke、Onodera Shoko、Tani Shoichiro、Lai Jenny、Azuma Toshifumi、Xin Xiaonan、Lichtler Alexander C.、Rowe David W.、Saito Taku、Tanaka Sakae、Masaki Hideki、Nakauchi Hiromitsu、Chung Ung-il、Hojo Hironori、Ohba Shinsuke
    • 雑誌名

      Regenerative Therapy

      巻: 14 ページ: 19~31

    • DOI

      10.1016/j.reth.2019.12.010

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Insights into Gene Regulatory Networks in Chondrocytes2019

    • 著者名/発表者名
      Hojo Hironori、Ohba Shinsuke
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 20 ページ: 6324~6324

    • DOI

      10.3390/ijms20246324

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simple and Robust Differentiation of Human Pluripotent Stem Cells toward Chondrocytes by Two Small-Molecule Compounds2019

    • 著者名/発表者名
      Kawata Manabu、Mori Daisuke、Kanke Kosuke、Hojo Hironori、Ohba Shinsuke、Chung Ung-il、Yano Fumiko、Masaki Hideki、Otsu Makoto、Nakauchi Hiromitsu、Tanaka Sakae、Saito Taku
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 13 ページ: 530~544

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2019.07.012

    • 査読あり
  • [学会発表] Cell-type-distinct regulatory action of Runx2 on the genome underlies its distinct roles in osteoblasts and chondrocytes.2019

    • 著者名/発表者名
      Hojo H, Ohba S, Yamakawa A, Guo Q, He X, Saito T, Onodera S, Azuma T, Chung UI, McMahon AP.
    • 学会等名
      2019 Annual Meeting of the American Society for Bone and Mineral Research
    • 国際学会
  • [学会発表] Runx2は骨格発生において細胞種特異的な転写制御領域に作用する2019

    • 著者名/発表者名
      北條宏徳、山川晃、齋藤琢、小野寺晶子、東俊文、鄭雄一、大庭伸介
    • 学会等名
      第37回日本骨代謝学会学術集会

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公開日: 2021-01-27  

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