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2017 年度 実績報告書

ヌクレオソームスケールの現象を説明するスパースな情報表現単位の模索

公募研究

研究領域スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成
研究課題/領域番号 16H01550
研究機関九州大学

研究代表者

前原 一満  九州大学, 生体防御医学研究所, 助教 (90726431)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワードヌクレオソーム / スパースモデリング / 生体生命情報学 / エピジェネティクス / ハイパフォーマンス・コンピューティング
研究実績の概要

本研究では、生命科学研究を刷新するデータ駆動科学実践のモデルケースとして、データの大規模(高解像度・ハイスループット・多様)化がすすむエピゲノムデータを用いて、データから直接的にヌクレオソームレベルのスケールにおける生命現象を説明するモデルを抽出する方法論の確立を目指している。

本年度は、遺伝子発現に関わるヌクレオソームの性質を決定付ける要素について、多くの研究成果が得られた。我々が、2015年に発見した新規のヒストン亜種であるH3mm7は、不安定なヌクレオソームを形成することで、マウス骨格筋再生時の遺伝子発現を促進すること見出し、筆頭著者として論文発表を行った。共同研究においては、HeLa細胞を用いて、オーバーラッピングダイヌクレオソームとよばれる特殊な構造体(ヒストン14量体)が、遺伝子転写開始点直下に形成されることを明らかとした。また、試験管内にて再構成したアルブミン遺伝子エンハンサー領域のDNA上に形成されるヌクレオソーム配置の解析から、転写因子結合部位に対して特定のヌクレオソーム配置を形成することが明らかとなった。以上から、ヌクレオソームスケールの生命現象を解き明かすために必要な要素が徐々に明らかになりつつある。さらに、これらヌクレオソーム配置やヒストンの組成の変化と遺伝子発現の関係を明らかするため、少数細胞でエピゲノム情報を取得する技術(ChILT)を独自に開発し、論文投稿を行っている。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Histone H3.3 sub-variant H3mm7 is required for normal skeletal muscle regeneration2018

    • 著者名/発表者名
      Harada Akihito、Maehara Kazumitsu、Ono Yusuke、Taguchi Hiroyuki、Yoshioka Kiyoshi、Kitajima Yasuo、Xie Yan、Sato Yuko、Iwasaki Takeshi、Nogami Jumpei、Okada Seiji、Komatsu Tetsuro、Semba Yuichiro、Takemoto Tatsuya、Kimura Hiroshi、Kurumizaka Hitoshi、Ohkawa Yasuyuki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 ページ: 1400

    • DOI

      10.1038/s41467-018-03845-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cryo-EM structure of the nucleosome containing the ALB1 enhancer DNA sequence2018

    • 著者名/発表者名
      Takizawa Yoshimasa、Tanaka Hiroki、Machida Shinichi、Koyama Masako、Maehara Kazumitsu、Ohkawa Yasuyuki、Wade Paul A.、Wolf Matthias、Kurumizaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Open Biology

      巻: 8 ページ: 170255~170255

    • DOI

      10.1098/rsob.170255

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sensitive detection of fluorescence in western blotting by merging images2018

    • 著者名/発表者名
      Kondo Yukari、Higa Shinichiro、Iwasaki Takeshi、Matsumoto Tomoya、Maehara Kazumitsu、Harada Akihito、Baba Yoshihiro、Fujita Masatoshi、Ohkawa Yasuyuki
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 13 ページ: e0191532

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0191532

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The requirement of Mettl3-promoted MyoD mRNA maintenance in proliferative myoblasts for skeletal muscle differentiation2017

    • 著者名/発表者名
      Kudou Kensuke、Komatsu Tetsuro、Nogami Jumpei、Maehara Kazumitsu、Harada Akihito、Saeki Hiroshi、Oki Eiji、Maehara Yoshihiko、Ohkawa Yasuyuki
    • 雑誌名

      Open Biology

      巻: 7 ページ: 170119~170119

    • DOI

      10.1098/rsob.170119

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chd2 regulates chromatin for proper gene expression toward differentiation in mouse embryonic stem cells2017

    • 著者名/発表者名
      Semba Yuichiro、Harada Akihito、Maehara Kazumitsu、Oki Shinya、Meno Chikara、Ueda Jun、Yamagata Kazuo、Suzuki Atsushi、Onimaru Mitsuho、Nogami Jumpei、Okada Seiji、Akashi Koichi、Ohkawa Yasuyuki
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 45 ページ: 8758~8772

    • DOI

      10.1093/nar/gkx475

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crystal Structure and Characterization of Novel Human Histone H3 Variants, H3.6, H3.7, and H3.82017

    • 著者名/発表者名
      Taguchi Hiroyuki、Xie Yan、Horikoshi Naoki、Maehara Kazumitsu、Harada Akihito、Nogami Jumpei、Sato Koichi、Arimura Yasuhiro、Osakabe Akihisa、Kujirai Tomoya、Iwasaki Takeshi、Semba Yuichiro、Tachibana Taro、Kimura Hiroshi、Ohkawa Yasuyuki、Kurumizaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 56 ページ: 2184~2196

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.6b01098

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Thymine DNA glycosylase modulates DNA damage response and gene expression by base excision repair-dependent and independent mechanisms2017

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Tomohumi、Murakami Kouichi、Tada Haruto、Uehara Yoshihiko、Nogami Jumpei、Maehara Kazumitsu、Ohkawa Yasuyuki、Saitoh Hisato、Nishitani Hideo、Ono Tetsuya、Nishi Ryotaro、Yokoi Masayuki、Sakai Wataru、Sugasawa Kaoru
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 22 ページ: 392~405

    • DOI

      10.1111/gtc.12481

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crystal structure of the overlapping dinucleosome composed of hexasome and octasome2017

    • 著者名/発表者名
      Kato Daiki、Osakabe Akihisa、Arimura Yasuhiro、Mizukami Yuka、Horikoshi Naoki、Saikusa Kazumi、Akashi Satoko、Nishimura Yoshifumi、Park Sam-Yong、Nogami Jumpei、Maehara Kazumitsu、Ohkawa Yasuyuki、Matsumoto Atsushi、Kono Hidetoshi、Inoue Rintaro、Sugiyama Masaaki、Kurumizaka Hitoshi
    • 雑誌名

      Science

      巻: 356 ページ: 205~208

    • DOI

      10.1126/science.aak9867

    • 査読あり
  • [学会発表] ヒストンH3.3のサブバリアントH3mm7は正常な骨格筋再生に必要とされる2017

    • 著者名/発表者名
      前原 一満
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
  • [学会発表] Myogenic Chromatin Structure Is Formed with the Histone H3 Variant H3mm72017

    • 著者名/発表者名
      Kazumitsu Maehara, Akihito harada, Jumpei Nogami, Yasuyuki Ohkawa
    • 学会等名
      第20回生医研リトリート2017
  • [備考] Ohkawa lab.(研究室HP)

    • URL

      http://tx.bioreg.kyushu-u.ac.jp

  • [備考] プレスリリース「筋肉の再生を促進させるスイッチの発見-筋肉の再生治療の応用に期待-」

    • URL

      https://www.kyushu-u.ac.jp/ja/researches/view/235

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公開日: 2018-12-17  

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