心筋細胞分化の段階的ＤＮＡメチル化プロファイリングと幹細胞分化能評価ツールの開発

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22790730
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 小田 真由美 慶應義塾大学, 医学部, 助教 (80567511)
• キーワード: DNAメチル化 / エピゲノム / 細胞種特異的遺伝子発現 / 心筋細胞 / 転写調節

研究概要

H22年度に引き続き、本課題ではCM-DMLR領域の同定のために、HELP法によるDNAメチル化プロファイルの解析を行った。生体由来心筋細胞集団のDNAメチル化データより、心筋細胞に特異的なDNAメチル化パターンを持つ領域を抽出した。更に包括的に、細胞特異的遺伝子を抽出、比較するために肝臓組織を用いた遺伝子発現およびDNAメチル化パターンの解析を追加した。心筋細胞特異的遺伝子のプロモーター領域に注目した結果、心筋細胞特異的に高発現する遺伝子のプロモーターはES細胞及び肝臓の細胞でメチル化され、心臓の組織でのみ脱メチル化されており、その多くは既に報告されている低CpG頻度を持つ細胞特異的プロモーター領域の特徴を備えていた。一方、心筋特異的ミオシン重鎖タンパクのMyh6・Myh7を始めとする心筋細胞特異的遺伝子群は、プロモーターのみならず、gene body領域（プロモーター以外のエクソン-イントロンを含む遺伝子コード領域）全体が低メチル化状態にあった。これはゲノム全体から見て稀な現象であるが、エピジェネティック状態を集約したENCODE projectデータから、これらの遺伝子のgene body領域には、特にRNAポリメラーゼII（pol II）、脱アセチル化酵素p300およびCTCFが高度に蓄積されていることがわかった。これらDNA結合因子の蓄積は、わずかではあるが他の低メチル化領域にも存在することがゲノムワイドな比較から明らかになったことから、gene body領域の顕著な低メチル化状態が、pol IIなどの蓄積を助け、相乗的に細胞特異的遺伝子の転写活性の効率化に貢献している可能性が考えられる。幹細胞及び発生時間軸に沿った心筋細胞のDNAメチル化profileの完成により、心筋細胞の細胞種特異的遺伝子発現とエピゲノム動態の連係についての新たな知見が加えられた。

現在までの達成度 (区分)

理由

23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

23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] Genetic analysis of essential cardiac transcription factors in 256 patients with non-syndromic congenital heart defects. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kodo K, Nishizawa T, Furutani M, Arai S, Ishihara K, Oda M, Makino S, Fukuda K, Takahashi T, Matsuoka R, Nakanishi T, Yamagishi H.
  • 雑誌名: Circulation Journal 巻: 76 ページ: 1703-1711
  • 査読あり
• [雑誌論文] Late-replicating heterochromatin is characterized by decreased cytosine methylation in the human genome. (2011)
  • 著者名/発表者名: Suzuki M, Oda M, Ramos MP, Pascual M, Lau K, Stasiek E, Agyiri F, Thompson RF, Glass JL, Jing Q, Sandstrom R, Fazzari MJ, Hansen RS, Stamatoyannopoulos JA, McLellan AS, Greally JM
  • 雑誌名: Genome Research 巻: 21 ページ: 1833-1840
  • 査読あり
• [学会発表] Cell Type-specific Gene Body DNA Hypomethylationin Contributes to Transcriptional Efficiency in Cardiomyocyte Maturation (2012)
  • 著者名/発表者名: Mayumi Oda, Shinji Makino, Hirokazu Enomoto, Kojiro Yae, Ruri Kaneda, Shinsuke Yuasa and Keiichi Fukuda.
  • 学会等名: 日本エピジェネティクス研究会年会
  • 発表場所: 一橋学術総合センター（東京）
  • 年月日: 20120514-20120515
• [学会発表] Escape of Gene Body DNA Methylation in Cardiac Genes is Cooperative with the Cell Type-specific Expression Patterns (2012)
  • 著者名/発表者名: Mayumi Oda, Shinji Makino, Hirokazu Enomoto, Ruri Kaneda, Shinsuke Yuasa and Keiichi Fukuda.
  • 学会等名: Weinstein meeting 2012
  • 発表場所: シカゴ（アメリカ）
  • 年月日: 20120502-20120504
• [学会発表] Cell Type-specific Gene Body DNA Hypomethylationin Cardiac Genes Contributes to Transcriptional Efficiency in CardiomyocyteMaturation (2012)
  • 著者名/発表者名: Mayumi Oda, Shinji Makino, Hirokazu Enomoto, Kojiro Yae, Ruri Kaneda, Shinsuke Yuasa, and Keiichi Fukuda.
  • 学会等名: 日本循環器学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡）
  • 年月日: 20120316-20120318
• [学会発表] DNA Methylation Changes in The b-MHC Locus Mediate Gene Regulation by Antisense RNA in Postnatal Cardiomyocyte Development (2011)
  • 著者名/発表者名: Mayumi Oda, Shinji Makino, Shinsuke Yuasa, Sung Han Yoon, Yuta Higashikuse, Kojiro Yae, Ruri Kaneda, Mitsushige Murata, Motoaki Sano, John M. Greally and Keiichi Fukuda
  • 学会等名: American Heart Association, Scientific Sessions
  • 発表場所: オーランド（アメリカ）
  • 年月日: 20111112-20111116
• [学会発表] Gene Body DNA Methylation Level in Cardiac Myosin Heavy Chain (MHC) Gene Locus is Cell Type- and Locus- Specifically Suppressed and Contributes to the Transcriptional Efficacy at Postnatal Development of Mouse Cardiomyocytes. (2011)
  • 著者名/発表者名: Mayumi Oda, Shinji Makino, Shinsuke Yuasa, Ruri Kaneda, Masako Suzuki, John M. Greally and Keiichi Fukuda.
  • 学会等名: Weinstein meeting 2011
  • 発表場所: シンシナティ（アメリカ）
  • 年月日: 20110505-20110507
• [備考] Research map
  • URL: http://researchmap.jp/odamame/
• [備考] 坂口光洋記念講座ホームページ：小田真由美
  • URL: http://www.careerpath-prj.keio.ac.jp/sakaguchi/scholar/m_oda/