精子特異的ヒストンバリアントH3T/tを起点としたクロマチンダイナミクスの解明

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19H03211
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 原田 哲仁 九州大学, 生体防御医学研究所, 准教授 (60596823)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: クロマチン / ヒストン置換 / H3t / 精子形成

研究実績の概要

精子形成過程では、「次世代へ伝播される遺伝情報」を形成するためクロマチン構造の再構成が起こる。この過程で起こる精子形成固有の現象が、体細胞型のヒストンから精巣特異的ヒストンへの置換である。研究代表者はこれまでに、ゲノム上の未知のヒストンバリアントを同定し、その機能解析を行ってきた。これまでに、精子細胞には複数の機能未知のヒストンが発現しており、そのうちヒストンH3tは精子形成の最初期に必須であることを報告した。さらに、機能未解明の精子細胞特異的ヒストンは複数存在する。つまり、精子形成過程ではH3tを起点に従来の知見を超えた多彩且つ複雑なヒストン置換が起こっている可能性が高い。一方で、その全貌は未だ明らかでない。そこで、本研究では、体細胞型ヒストンから精子特異的ヒストンバリアントH3tへの置換を起点として、精子形成過程でのクロマチン構造変換とその制御機構の解明を目指している。本年度は、精子形成過程における細胞中でのH3tとその他のヒストンバリアントのゲノムの局在性を評価した。分化段階に分けて行ったChIL-seqの結果、H3tは体細胞型ヒストンH3.1/2と置換されることで、減数分裂期に機能していることが示唆された。一方で、組織中から単離された細胞は、化学的、物理的刺激により細胞状態が変化していることも考えられる。そのため、組織中でエピゲノム解析が可能な技術開発も進めた。薄切切片に最適化したChIL-seqプロトコルを開発し、組織切片上でのエピゲノム解析技術を発表した。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Uterus-specific transcriptional regulation underlies eggshell pigment production in Japanese quail. (2022)
  • 著者名/発表者名: Ishishita S, Kitahara S, Takahashi M, Iwasaki S, Tatsumoto S, Hara I, Kaneko Y, Kinoshita K, Yamaguchi K, Harada A, Ohmori Y, Ohkawa Y, Go Y, Shigenobu S, Matsuda Y, Suzuki T.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 17 ページ: e0265008
  • DOI: 10.1371/journal.pone.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Recent advances in single-cell epigenomics. (2021)
  • 著者名/発表者名: Harada A, Kimura H, Ohkawa Y.
  • 雑誌名: Curr Opin Struct Biol. 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.sbi.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Modeling population size independent tissue epigenomes by ChIL-seq with single thin sections. (2021)
  • 著者名/発表者名: Maehara K, Tomimatsu K, Harada A, Tanaka K, Sato S, Fukuoka M, Okada S, Handa T, Kurumizaka H, Saitoh N, Kimura H, Ohkawa Y.
  • 雑誌名: Mol Syst Biol. 巻: 17 ページ: e10323
  • DOI: 10.15252/msb.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genome-wide analysis of chromatin structure changes upon MyoD binding in proliferative myoblasts during the cell cycle. (2021)
  • 著者名/発表者名: Wu Q, Fujii T, Harada A, Tomimatsu K, Miyawaki-Kuwakado A, Fujita M, Maehara K, Ohkawa Y.
  • 雑誌名: J Biochem. 巻: 169 ページ: 653-661
  • DOI: 10.1093/jb/mvab001.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Targeted inhibition of EPAS1-driven IL-31 production by a small-molecule compound. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kamikaseda Y, Uruno T, Kunimura K, Harada A, Saiki K, Oisaki K, Sakata D, Nakahara T, Kido-Nakahara M, Kanai M, Nakamura S, Ohkawa Y, Furue M, Fukui Y.
  • 雑誌名: J Allergy Clin Immunol. 巻: 148 ページ: 633-638
  • DOI: 10.1016/j.jaci.2021.03.029.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] High-depth spatial transcriptome analysis by photo-isolation chemistry. (2021)
  • 著者名/発表者名: Honda M, Oki S, Kimura R, Harada A, Maehara K, Tanaka K, Meno C, Ohkawa Y.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 12 ページ: 4416
  • DOI: 10.1038/s41467-021-24691-8.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Transcriptome analysis of gene expression changes upon enzymatic dissociation in skeletal myoblasts. (2021)
  • 著者名/発表者名: Miyawaki-Kuwakado A, Wu Q, Harada A, Tomimatsu K, Fujii T, Maehara K, Ohkawa Y.
  • 雑誌名: Genes Cells. 巻: 26 ページ: 530-540
  • DOI: 10.1111/gtc.12870.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Chromatin structure-dependent histone incorporation revealed by a genome-wide deposition assay. (2021)
  • 著者名/発表者名: Tachiwana H, Dacher M, Maehara K, Harada A, Seto Y, Katayama R, Ohkawa Y, Kimura H, Kurumizaka H, Saitoh N.
  • 雑誌名: Elife 巻: 10 ページ: e66290
  • DOI: 10.7554/eLife.66290.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ChIL法による単一細胞マルチオミクスプロファイリング (2021)
  • 著者名/発表者名: 原田哲仁
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会
  • 招待講演
• [学会発表] Epigenomic lineage tracing toward the understanding acquisition of tissue-specific gene expression profile (2021)
  • 著者名/発表者名: 原田哲仁
  • 学会等名: ＩＭＳセミナー
  • 招待講演
• [図書] Journal of Japanese Biochemical Society (2021)
  • 著者名/発表者名: 原田 哲仁，大川 恭行
  • 総ページ数: -
  • 出版者: 日本生化学会
• [備考] 九州大学 トランスクリプトミクス分野ホームページ
  • URL: https://tx.bioreg.kyushu-u.ac.jp/