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2013 年度 実施状況報告書

iChIP法によるゲノム結合分子の高感度解析法の確立及び転写制御機構解明への応用

研究課題

研究課題/領域番号 25830131
研究種目

若手研究(B)

研究機関大阪大学

研究代表者

藤田 敏次  大阪大学, 微生物病研究所, 助教 (10550030)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワードiChIP / SILAC / RNA-Seq / Pax5
研究概要

申請者は、生体内でのクロマチン構造を保存したまま解析対象とするゲノム領域を単離する方法として、挿入的クロマチン免疫沈降法 (insertional chromatin immunoprecipitation: iChIP) を考案した。本申請課題では、iChIP法により、細胞内に内在的に存在する1コピーの標的ゲノム領域を単離し、そこに結合する蛋白質・RNA を網羅的に高感度に同定する技術を確立する。具体的には、iChIP 法を利用することで、B リンパ球分化を担う主要分化制御因子であるPax5の遺伝子プロモーター領域に結合する蛋白質・RNA を網羅的に同定する技術を確立する。本申請課題により、転写因子やクロマチン関連因子といった蛋白質やノンコーディング RNA を網羅的に同定できる技術を確立することが出来れば、エピジェネティックな制御機構を含む転写制御機構を包括的に理解でき、従来の方法論では得られなかった生命現象の発見につながると考える。
本年度は、残存する夾雑蛋白質の影響を受けずに、内在性Pax5遺伝子プロモーター領域に結合している蛋白質を網羅的に同定するため、安定同位体元素を利用した定量的質量分析技術であるSILAC法とiChIP法を組み合わせた方法論(iChIP-SILAC)を確立した。また、Pax5遺伝子プロモーター領域をiChIP法で単離し、結合している RNA を次世代シーケンスによって解析する方法論(iChIP-RNA-Seq)も確立した。両方法論を利用することで、Pax5遺伝子プロモーター領域に結合する蛋白質・RNA を網羅的に同定した。

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

交付申請記載の研究計画に沿って、iChIP-SILAC法、iChIP-RNA-Seq法を確立し、Pax5遺伝子プロモーター領域に結合する蛋白質・RNAを網羅的に同定することができた。

今後の研究の推進方策

今後、同定した蛋白質・RNA に焦点を当て、Pax5 遺伝子発現における生理的意義について解析する。まず、同定した蛋白質・RNA が Pax5 遺伝子発現にどのように関与するかを、in silico 解析をもとに推測・分類する。さらに、エピジェネティックな遺伝子発現制御に関することが予想される蛋白質・RNA については、野生型 DT40 細胞を利用した RNAi によるノックダウン実験や相同組換えによるノックアウト実験によって、Pax5 遺伝子発現に与える影響を解析する。さらに、Pax5 遺伝子プロモーター領域のエピジェネティックな修飾変化について、ChIP 法を用いて解析する。また、ChIP 法や in vitro 結合実験、レポータージーンアッセイや in vitro 転写実験を組み合わせることで、Pax5 遺伝子プロモーター領域上の結合領域についても詳細に同定する。
以上一連の研究により、細胞あたり1コピーの転写制御領域に結合する蛋白質・RNA を網羅的に同定できる技術を確立し、同定した分子を含む遺伝子転写制御機構の包括的理解に迫る。

次年度の研究費の使用計画

当該年度の研究計画が、申請金額より少ない金額で完了したため。
次年度の研究計画重点化のために使用する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Efficient isolation of specific genomic regions and identification of associated proteins by engineered DNA-binding molecule-mediated chromatin immunoprecipitation (enChIP) using CRISPR2013

    • 著者名/発表者名
      Toshitsugu Fujita, Hodaka Fujii
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 439 ページ: 132-136

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2013.08.013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of telomere-associated molecules by engineered DNA-binding molecule-mediated chromatin immunoprecipitation (enChIP)2013

    • 著者名/発表者名
      Toshitsugu Fujita, Yoshinori Asano, Junko Ohtsuka, Yoko Takada, Kazunobu Saito, Rieko Ohki, Hodaka Fujii
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 3 ページ: 3171

    • DOI

      DOI: 10.1038/srep03171

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 挿入的クロマチン免疫沈降法(iChIP)による特定ゲノム領域結合分子の網羅的同定2013

    • 著者名/発表者名
      藤田敏次、藤井穂高
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 10月号 ページ: 2629-2636

  • [学会発表] enChIP: a method for locus-specific biochemical analysis of genome functions2013

    • 著者名/発表者名
      藤田敏次、浅野良則、大塚旬子、斉藤一伸、高田洋子、大木理恵子、藤井穂高
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20131203-20131206
  • [学会発表] Locus-specific biochemical epigenetics / chromatin biochemistry by insertional chromatin immnoprecipitation (iChIP)2013

    • 著者名/発表者名
      藤田敏次、藤井穂高
    • 学会等名
      15th International Congress of Immunology
    • 発表場所
      ミラノ(イタリア)
    • 年月日
      20130822-20130823
  • [学会発表] Locus-specific biochemical epigenetics / chromatin biochemistry by insertional chromatin immnoprecipitation (iChIP)2013

    • 著者名/発表者名
      藤田敏次、藤井穂高
    • 学会等名
      第7回日本エピジェネティクス研究年会
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      20130530-20130531
  • [備考] 大阪大学 微生物病研究所 感染症学免疫学融合プログラム推進室 ゲノム生化学研究グループ

    • URL

      http://www.biken.osaka-u.ac.jp/lab/microimm/fujii/index.html

  • [産業財産権] 内在性DNA配列特異的結合分子を用いる特定ゲノム領域の単離方法2013

    • 発明者名
      藤井穂高、藤田敏次
    • 権利者名
      藤井穂高、藤田敏次
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2013/74107
    • 出願年月日
      2013-09-06
    • 外国

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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