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2021 年度 実績報告書

1細胞エンハンサー解析法の確立による新たな機能性ゲノム学の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 20K21407
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

村川 泰裕  国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, チームリーダー (50765469)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2022-03-31
キーワードエンハンサー / シングルセル解析 / 遺伝子発現ネットワーク / バイオインフォマティクス
研究実績の概要

エンハンサーは、非コーディング領域に存在し、極めて時空間特異的に活性化し、遠位から標的遺伝子の発現を強力に増強するゲノム配列である。活性化したエンハンサーの両端からは、eRNAと呼ばれるnon-coding RNAが転写される。このeRNAは短寿命で発現量も少なく検出が困難であるものの、このeRNAを検出することで高塩基解像度で機能的なエンハンサー部位を同定することができる。本研究では、我々は、1細胞トランスクリプトームのデータから各々の細胞のエンハンサー活性を解析できる画期的な新技術・解析法(Read-level prefiltering and transcribed enhancer call法)を確立した。この手法を用いることで、約50万個ものヒトのCD4陽性T細胞におけるエンハンサーマップおよび遺伝子の発現マップを高精細に作成することに成功した。さらに、病気SNPの大部分は非コーディング領域に存在することが知られている。本研究では、エンハンサーマップと大規模なヒトGWASデータとの統合解析を行った。それによりGWASの責任SNPをピンポイントで絞りこむことを試みて、GWASデータの機能的な解釈を進めた。その結果、遺伝子の発現に影響を与えうる機能的な多型やその標的遺伝子ならびにそのエンハンサーが機能している細胞種を特定することで、ヒトの疾患に関与している分子経路を詳細に解析することに成功した。これにより、従来の全ゲノム配列解析を、より機能的な方向性に転換・発展させ、新たな機能性ゲノム学の潮流を生み出すことに貢献したと考える。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 6件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] IFOM/Human Technopole(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      IFOM/Human Technopole
  • [国際共同研究] カロリンスカ研究所(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      カロリンスカ研究所
  • [国際共同研究] ヘルシンキ大学(フィンランド)

    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      ヘルシンキ大学
  • [雑誌論文] Expression of matrix metalloproteinase‐3 and ‐10 is up‐regulated in the periodontal tissues of aged mice2022

    • 著者名/発表者名
      Kageyama Yoko、Nakamura Megumi、Igari Yohei、Yamaguchi Satoshi、Oguchi Akiko、Murakawa Yasuhiro、Hattori Yoshinori、Sasano Yasuyuki
    • 雑誌名

      Journal of Periodontal Research

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1111/jre.12996

    • 査読あり
  • [雑誌論文] DUX4 is a multifunctional factor priming human embryonic genome activation2022

    • 著者名/発表者名
      Vuoristo Sanna、Bhagat Shruti、et al.
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 ページ: 104137~104137

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.104137

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Two ovarian candidate enhancers, identified by time series enhancer RNA analyses, harbor rare genetic variations identified in ovarian insufficiency2022

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Ryuichi et al.
    • 雑誌名

      Human Molecular Genetics

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1093/hmg/ddac023

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] PAX6-positive microglia evolve locally in hiPSC-derived ocular organoids2022

    • 著者名/発表者名
      Shiraki Nobuhiko、Maruyama Kazuichi、Hayashi Ryuhei、Oguchi Akiko、Murakawa Yasuhiro、Katayama Tomohiko、Takigawa Toru、Sakimoto Susumu、Quantock Andrew J.、Tsujikawa Motokazu、Nishida Kohji
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 17 ページ: 221~230

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2021.12.009

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] CD153/CD30 signaling promotes age-dependent tertiary lymphoid tissue expansion and kidney injury2022

    • 著者名/発表者名
      Sato Yuki et al.
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Investigation

      巻: 132 ページ: -

    • DOI

      10.1172/JCI146071

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cap analysis of gene expression (CAGE) and noncoding regulatory elements2021

    • 著者名/発表者名
      Guerrini Matteo Maurizio、Oguchi Akiko、Suzuki Akari、Murakawa Yasuhiro
    • 雑誌名

      Seminars in Immunopathology

      巻: 44 ページ: 127~136

    • DOI

      10.1007/s00281-021-00886-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chromosomal-scale de novo genome assemblies of Cynomolgus Macaque and Common Marmoset2021

    • 著者名/発表者名
      Jayakumar Vasanthan、Nishimura Osamu、Kadota Mitsutaka、Hirose Naoki、Sano Hiromi、Murakawa Yasuhiro、Yamamoto Yumiko、Nakaya Masataka、Tsukiyama Tomoyuki、Seita Yasunari、Nakamura Shinichiro、Kawai Jun、Sasaki Erika、Ema Masatsugu、Kuraku Shigehiro、Kawaji Hideya、Sakakibara Yasubumi
    • 雑誌名

      Scientific Data

      巻: 8 ページ: 159

    • DOI

      10.1038/s41597-021-00935-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intravital Imaging Identifies the VEGF?TXA2 Axis as a Critical Promoter of PGE2 Secretion from Tumor Cells and Immune Evasion2021

    • 著者名/発表者名
      Konishi Yoshinobu、Ichise Hiroshi、Watabe Tetsuya、Oki Choji、Tsukiji Shinya、Hamazaki Yoko、Murakawa Yasuhiro、Takaori-Kondo Akifumi、Terai Kenta、Matsuda Michiyuki
    • 雑誌名

      Cancer Research

      巻: 81 ページ: 4124~4132

    • DOI

      10.1158/0008-5472.CAN-20-4245

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The embryonic ontogeny of the gonadal somatic cells in mice and monkeys2021

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Kotaro、Oguchi Akiko、Cheng Keren、Murakawa Yasuhiro、Okamoto Ikuhiro、Ohta Hiroshi、Yabuta Yukihiro、Iwatani Chizuru、Tsuchiya Hideaki、Yamamoto Takuya、Seita Yasunari、Saitou Mitinori
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 35 ページ: 109075~109075

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2021.109075

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification of candidate PAX2-regulated genes implicated in human kidney development2021

    • 著者名/発表者名
      Yamamura Yuta、Furuichi Kengo、Murakawa Yasuhiro、Hirabayashi Shigeki、Yoshihara Masahito、Sako Keisuke、Kitajima Shinji、Toyama Tadashi、Iwata Yasunori、Sakai Norihiko、Hosomichi Kazuyoshi、Murphy Philip M.、Tajima Atsushi、Okita Keisuke、Osafune Kenji、Kaneko Shuichi、Wada Takashi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-021-88743-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] APOBEC3B is preferentially expressed at the G2/M phase of cell cycle2021

    • 著者名/発表者名
      Hirabayashi Shigeki、Shirakawa Kotaro、Horisawa Yoshihito、Matsumoto Tadahiko、Matsui Hiroyuki、Yamazaki Hiroyuki、Sarca Anamaria Daniela、Kazuma Yasuhiro、Nomura Ryosuke、Konishi Yoshinobu、Takeuchi Suguru、Stanford Emani、Kawaji Hideya、Murakawa Yasuhiro、Takaori-Kondo Akifumi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 546 ページ: 178~184

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.02.008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] CAGE-Seq Reveals that HIV-1 Latent Infection Does Not Trigger Unique Cellular Responses in a Jurkat T Cell Model2021

    • 著者名/発表者名
      Matsui Hiroyuki、Shirakawa Kotaro、Konishi Yoshinobu、Hirabayashi Shigeki、Sarca Anamaria Daniela、Fukuda Hirofumi、Nomura Ryosuke、Stanford Emani、Horisawa Yoshihito、Kazuma Yasuhiro、Matsumoto Tadahiko、Yamazaki Hiroyuki、Murakawa Yasuhiro、Battivelli Emilie、Verdin Eric、Koyanagi Yoshio、Takaori-Kondo Akifumi
    • 雑誌名

      Journal of Virology

      巻: 95 ページ: -

    • DOI

      10.1128/JVI.02394-20

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Functional characterization of human disease pathways using high-resolution chromatin contact maps2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Murakawa
    • 学会等名
      Dovetail Epigenetics Summit
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Functional characterization of human disease pathways using high-resolution chromatin contact maps2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Murakawa
    • 学会等名
      Immuno UK: In-Person
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A compendium of active enhancers in human helper T cells to decode genetic architecture of immune-mediated diseases2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Murakawa
    • 学会等名
      5th RIKEN IMS-Stanford ISCBRM Joint Symposium
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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