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2014 年度 実施状況報告書

神経細胞特異的なクロマチンダイナミクスを司る分子の同定

研究課題

研究課題/領域番号 25430167
研究機関金沢大学

研究代表者

堀家 慎一  金沢大学, 学際科学実験センター, 准教授 (40448311)

研究分担者 目黒 牧子  金沢大学, 学際科学実験センター, 博士研究員 (20304222)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードエピジェネティクス / クロマチンダイナミクス / インプリンティング / 染色体テリトリー / 3Cアッセイ / 非コードRNA
研究実績の概要

15q11-q13領域はゲノム刷り込み遺伝子がクラスターを形成して存在している領域であり,その刷り込み遺伝子の発現異常によりプラダーウィリ症候群やアンジェルマン症候群を発症する。また,15q11-q13領域の重複は自閉症患者や統合失調症患者で数多く報告されている。これまでの研究で15q11-q13領域における精神発達障害の発症機序の解明に取り組み,15q11-q13領域の遺伝子発現制御には核内における遺伝子の配置が重要な意味を持っていることを見出してきた。そこで,平成26年度は「転写活性に重要な遺伝子」1,340個のshRNA発現ライブラリーをスクリーニングすることで神経細胞特異的なクロマチンダイナミクスを司る分子を同定することを目的とした。15q11-q13領域は,転写が活性な父方アレル特異的にクロマチンは脱凝集を呈することが知られており,その脱凝集を司る分子の同定は非常に興味深い。平成25年度までに,神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞への効率的なトランスフェクション法の条件検討が終了しているので,その条件を基に,スクリーニングを行った。一方,親由来が明らかなヒト15番染色体を保持したF12細胞を用いた実験では,非常に興味深いことにsnoRNA, SNORD116領域を欠失した染色体において,1Mb離れたMAGEL2遺伝子やNDN遺伝子の不活性化が認められたので,SNORD116領域が15q11-q13領域のクロマチンダイナミクスを司る制御領域の可能性が示唆された。

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

平成26年度は「転写活性に重要な遺伝子」1,340個のshRNA発現ライブラリーをスクリーニングすることで神経細胞特異的なクロマチンダイナミクスを司る分子を同定することを目的としてきたが,現在までに15q11-q13領域のクロマチンダイナミクスを司る分子の同定に至っていないが,概ね順調に進展していると考えている。特に,ゲノム編集技術を利用したヒト15番染色体の改変実験では,SNORD116領域が15q11-q13領域のクロマチンダイナミクスを司る制御領域の可能性が示唆され,今後の研究の進展が期待される。

今後の研究の推進方策

平成27年度は,本研究課題の最終年度にあたるので,早急に15q11-q13領域のクロマチンダイナミクスを司る分子の同定に結びつける。その上で,クロマチンダイナミクスを司る分子のノックダウンや,場合によってはゲノム編集技術を用いたノックアウト細胞株を樹立し,15q11-q13領域のクロマチンダイナミクスを介した遺伝子発現制御の分子基盤を解明する。

次年度使用額が生じた理由

研究計画では,15q11-q13領域のクロマチンダイナミクスを司る分子の結合ゲノム領域をChIP法で同定する予定であったが,現在のところ15q11-q13領域のクロマチンダイナミクスを司る分子の童貞に至っていないため,ChIP-on-chip解析を行えていないため。

次年度使用額の使用計画

平成27年度の前期までに,shRNA発現ライブラリーのスクリーニングを終了し,15q11-q13領域のクロマチンダイナミクスを司る分子の同定を目指す。その上で,平成26年度に予定していた,ChIP-on-chip解析を行う。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] MMCT-Mediated Chromosome engineering technique applicable to functional analysis of lncRNA and nuclear dynamics2015

    • 著者名/発表者名
      Meguro-Horike, M., Horike, S.
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol.

      巻: 1262 ページ: 277-289

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-2253-6_17

  • [学会発表] PWS-IC is essential for the higher order chromatin organization of 15q11-q13 and the location of a paternally expressed gene within a chromosome 15 territory.2014

    • 著者名/発表者名
      S.Horike, D.H. Yasui, W.Powell, J.M.LaSalle, M.Meguro-Horike
    • 学会等名
      The 4D Nucleome 2014
    • 発表場所
      安芸グランドホテル(廿日市市,広島県)
    • 年月日
      2014-12-17 – 2014-12-20
  • [学会発表] 高次クロマチンダイナミクスを制御するPWS-ICの新たな役割2014

    • 著者名/発表者名
      堀家慎一,Yasui DH, LaSalle JM,Resnick JL, 目黒牧子
    • 学会等名
      第32回染色体ワークショップ,第13回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      安芸グランドホテル(廿日市市,広島県)
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-17
  • [学会発表] MeCP2 is required for chromatin higher-order structure and dynamics at the imprinted 15q11-q13 locus.2014

    • 著者名/発表者名
      Horike S.
    • 学会等名
      Epigenomics of Common Diseases
    • 発表場所
      Churchill College(ケンブリッジ,イギリス)
    • 年月日
      2014-10-28 – 2014-10-31
  • [学会発表] CRISPR/Casシステムを用いたヒト染色体ドメインの大規模欠失によるクロマチンダイナミクスの解析2014

    • 著者名/発表者名
      目黒牧子,赤木佐千代,堀家慎一
    • 学会等名
      第4回ゲノム編集研究会
    • 発表場所
      広島国際会議場(広島市,広島県)
    • 年月日
      2014-10-06 – 2014-10-07
  • [学会発表] 発達障害におけるエピジェネティクス研究2014

    • 著者名/発表者名
      堀家慎一
    • 学会等名
      第57回日本神経化学会大会・第36回日本生物学的精神医学会
    • 発表場所
      奈良県文化会館(奈良市,奈良県)
    • 年月日
      2014-09-29 – 2014-10-01
    • 招待講演
  • [学会発表] 核内ダイナミクスと遺伝子発現2014

    • 著者名/発表者名
      堀家慎一
    • 学会等名
      名市大エピジェネティクス研究会
    • 発表場所
      ホテル木曽路(木曽郡南木曽町,長野県)
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-05
    • 招待講演
  • [学会発表] クロマチンダイナミクスを制御するPWS/ASインプリンティングセンターの新たな役割2014

    • 著者名/発表者名
      目黒牧子,堀家慎一
    • 学会等名
      第8回日本エピジェネティクス研究会
    • 発表場所
      伊藤国際学術センター(東京都文京区)
    • 年月日
      2014-05-25 – 2014-05-27
  • [学会発表] 高次クロマチンダイナミクスを介したPWS-ICによる遺伝子発現制御機構の解析2014

    • 著者名/発表者名
      堀家慎一,Yasui DH, LaSalle JM,Resnick JL, 目黒牧子
    • 学会等名
      第8回日本エピジェネティクス研究会
    • 発表場所
      伊藤国際学術センター(東京都文京区)
    • 年月日
      2014-05-25 – 2014-05-27
  • [学会発表] 高次クロマチンダイナミクスを制御するPWS-ICの新たな役割2014

    • 著者名/発表者名
      堀家慎一,Yasui DH, LaSalle JM,Resnick JL, 目黒牧子
    • 学会等名
      日本生化学会北陸支部 第32回大会
    • 発表場所
      富山大学杉谷キャンパス(富山市,富山県)
    • 年月日
      2014-05-24
  • [学会発表] PWS-IC is essential for the higher order chromatin organization of 15q11-q13 and the location of a paternally expressed gene within a chromosome 15 territory2014

    • 著者名/発表者名
      堀家慎一,Yasui DH,Powell W,LaSalle JM,目黒ー堀家牧子
    • 学会等名
      高等研カンファレンス Chromatin Decoding
    • 発表場所
      国際高等研究所(木津川市,京都府)
    • 年月日
      2014-05-12 – 2014-05-15
  • [図書] エピジェネティクスの産業応用2014

    • 著者名/発表者名
      目黒牧子, 堀家慎一
    • 総ページ数
      393(239-247)
    • 出版者
      シーエムシー出版

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公開日: 2016-05-27  

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