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2023 年度 実施状況報告書

CTCFが制御する初期胚発生のゲノム3次元構造変化と遺伝子制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K15037
研究機関九州大学

研究代表者

久保 直樹  九州大学, 生体防御医学研究所, 特任講師 (50914280)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワードエピゲノム / 転写制御 / ゲノム3次元構造 / エンハンサー・プロモーター相互作用 / 初期胚 / 生殖細胞 / DNAメチル化
研究実績の概要

本研究期間で、まず、ヒストンH3K4me1修飾とES細胞の分化過程におけるエンハンサー・プロモーター相互作用の変化に着目して研究を行った成果を、筆頭/責任著者として、Molecular Cellに報告した。当初は受精卵から初期胚の分化過程でのCTCFが制御するエンハンサー・プロモーター相互作用(E-P contacts)の詳細解明を目標としていたが、こちらは現在も研究継続中であり、一方で、よりE-P contactsの解析が容易に行えるES細胞の分化過程の研究に重点を移し、本研究期間内で成果をまとめることができた。一方で、初期胚の遺伝子制御の解明に寄与する研究として、受精後の遺伝子制御に重要な、生殖細胞(卵子と精子)のDNAメチル化修飾の確立に関する研究も並行して行なった。こちらも筆頭/責任著者として論文を投稿し、2023年度末の時点でNature Communicationsより暫定受理を受けた。その他、複数の日本語総説や国内外の学会・施設で招待講演、セミナーを行い、また、様々な学会に参加し、若手として国内外の研究ネットワーク構築に努めた。

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

当初の目標であった、受精卵から初期胚の分化過程でのCTCFが制御するエンハンサー・プロモーター相互作用(E-P contacts)の詳細解明について、そのままその研究を継続する一方で、近しいテーマの代替計画として発展させた研究の成果を、筆頭/責任著者として、Molecular Cellにて論文報告ができ、さらに受精後の遺伝子制御に重要な、生殖細胞(卵子と精子)のDNAメチル化修飾の確立に関する研究も、筆頭/責任著者として論文を投稿し、2023年度末の時点でNature Communicationsより暫定受理を受けている。このように本研究費助成を活用し、複数の成果と、今後継続発展できる研究結果を得ることが出来たため。

今後の研究の推進方策

生殖細胞(卵子と精子)のDNAメチル化修飾の確立に関する研究で、筆頭/責任著者として論文を投稿し、2023年度末の時点でNature Communicationsより暫定受理を受けたが、今後、2024年度に繰り越した本研究助成も活用し、追加の論文修正を経て、論文掲載完了を目指す。

次年度使用額が生じた理由

生殖細胞(卵子と精子)のDNAメチル化修飾の確立に関する研究で、筆頭/責任著者として論文を投稿し、2023年度末の時点でNature Communicationsより暫定受理を受けたが、今後2024年度に高額な論文掲載料($6790、現在レートで1,038,870円)を払わなければならないため、繰り越した本研究助成も活用し、追加のrevisionを経て、論文掲載完了を目指す。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 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 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] University of California, San Diego(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of California, San Diego
  • [雑誌論文] H3K4me1 facilitates promoter-enhancer interactions and gene activation during embryonic stem cell differentiation2024

    • 著者名/発表者名
      Kubo Naoki、Chen Poshen B.、Hu Rong、Ye Zhen、Sasaki Hiroyuki、Ren Bing
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2024.02.030

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Combined and differential roles of ADD domains of DNMT3A and DNMT3L on DNA methylation landscapes in mouse germ cells2024

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kubo、Ryuji Uehara、Shuhei Uemura、Hiroaki Ohishi、Kenjiro Shirane、Hiroyuki Sasaki
    • 雑誌名

      Nature Communications (暫定受理、2024年3月時点)

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The DNMT3A ADD domain is required for efficient de novo DNA methylation and maternal imprinting in mouse oocytes2023

    • 著者名/発表者名
      Uehara Ryuji、Au Yeung Wan Kin、Toriyama Keisuke、Ohishi Hiroaki、Kubo Naoki、Toh Hidehiro、Suetake Isao、Shirane Kenjiro、Sasaki Hiroyuki
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 19 ページ: -

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1010855

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Fine-tuned Gene Expression Dynamics Regulated by Non-coding Regions2024

    • 著者名/発表者名
      久保直樹
    • 学会等名
      Young Scientists Networking Symposium 2024
  • [学会発表] KMT2ファミリータンパク質によるES細胞の分化過程におけるエンハンサー活性とクロマチン構造変化2023

    • 著者名/発表者名
      久保直樹
    • 学会等名
      全能性プログラム 第5回公開シンポジウム
  • [学会発表] Dynamics of chromatin organization at distal enhancers during cell differentiation2023

    • 著者名/発表者名
      久保直樹
    • 学会等名
      Human Genetics Asia 2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 細胞分化における遠位エンハンサーとクロマチン構造変化の役割2023

    • 著者名/発表者名
      久保直樹
    • 学会等名
      第21回 ゲノム医科学とバイオインフォマティクスの接点と集学研究
    • 招待講演
  • [学会発表] 卵子・精子のDNAメチル化修飾におけるDNMT3AとDNMT3LのADDドメインの協調的役割2023

    • 著者名/発表者名
      久保直樹
    • 学会等名
      全能性プログラム 第5回公開シンポジウム
  • [学会発表] KMT2C/KMT2D (MLL3/MLL4) のヒストンメチル化活性依存的または非依存的なエンハンサーによる、細胞分化過程におけるクロマチン構造変化と遺伝子制御の仕組み2023

    • 著者名/発表者名
      久保直樹
    • 学会等名
      第46回 分子生物学会
  • [学会発表] KMT2C/KMT2D (MLL3/MLL4) のヒストンメチル化活性によるES 細胞分化過程におけるクロマチン構造制御と転写制御2023

    • 著者名/発表者名
      久保直樹
    • 学会等名
      全能性プログラム 若手勉強会 2023
  • [学会発表] 生殖細胞のDNAメチル化へのDNMT3AとDNMT3LのADDドメイン の協調的役割2023

    • 著者名/発表者名
      久保直樹
    • 学会等名
      全能性プログラム 若手勉強会 2023
  • [学会発表] KMT2C/KMT2D (MLL3/MLL4) histone methyltranferase activity dependent chromatin organization at enhancers during embryonic stem cell differentiation2023

    • 著者名/発表者名
      久保直樹
    • 学会等名
      第16回日本エピジェネティクス研究会年会
  • [図書] 月間『細胞』, Vol 56 (3)、2024、ゲノム3次元構造が司る遺伝子制御2024

    • 著者名/発表者名
      久保直樹
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      ニューサイエンス社
  • [図書] Medical Science Digest、Vol 49 (2)、2023、ゲノム3次元構造が司る遺伝子制御2024

    • 著者名/発表者名
      久保直樹
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      ニューサイエンス社

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公開日: 2024-12-25  

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