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2019 年度 実績報告書

クロマチン組成変化が引き起こすがん化メカニズムの解明

公募研究

研究領域がんシステムの新次元俯瞰と攻略
研究課題/領域番号 18H04904
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) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワードクロマチン構造 / 癌 / エピジェネティクス / 生体生命情報学 / 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

細胞のがん化の過程では、特定遺伝子の選択的な発現が失われ、ゲノムDNA上の数万の遺伝子が無秩序な発現形式に陥る。この遺伝子発現調節システムが破綻し、がん化に至る過程の本質的な理解のためには、遺伝子が転写に至る過程を全ゲノムレベルで明らかにしていく必要がある。遺伝子の転写はヒストンバリアントの選択に始まり、ヒストン修飾からクロマチン高次構造変化に至るダイナミックなイベントである。研究代表者はこれまで未知のヒストンH3バリアントを網羅的に同定している。その一つである、マウス骨格筋幹細胞に発現するH3mm7が、クロマチンへの取り込みにより分化に伴って遺伝子発現量のレート変化を引き起こすことを明らかにした。本知見はヒストンバリアントの取り込みによるヒストンの組成変化が、骨格筋分化・再生を制御していることを示している。そこで本研究では、ヒストン組成の変化がもたらすクロマチン機能変化の実体に迫ることを目指し、少数細胞トランスクリプトーム・エピゲノム計測技術の開発、およびこのデータを用いた細胞の潜在的な時間のフローを分解・抽出するする情報解析技術の開発を進めている。本年度は、一細胞・少数細胞エピゲノム計測技術(ChIL)を応用した、組織レベルのエピゲノム解析法の開発を推進した。また、ホッジ分解を応用したシングルセル・プロファイル追跡法は、実装を効率化することで、数千から数万細胞レベルのスケールで解析を可能とした。本成果は、国際会議にて発表を行い、公開した。同定した他のH3バリアント群(H3mm15, H3mm18)については論文投稿準備を進めている。また、共同研究として、乳がんや白血病のメカニズムをエピゲノム解析により明らかにし発表した。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Chromatin-bound CRM1 recruits SET-Nup214 and NPM1c onto HOX clusters causing aberrant HOX expression in leukemia cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Oka M, Mura S, Otani M, Miyamoto Y, Nogami J, Maehara K, Harada A, Tachibana T, Yoneda Y, Ohkawa Y.
    • 雑誌名

      Elife

      巻: 8 ページ: pii: e46667

    • DOI

      doi: 10.7554/eLife.46667.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sustained expression of HeyL is critical for the proliferation of muscle stem cells in overloaded muscle.2019

    • 著者名/発表者名
      Fukuda S, Kaneshige A, Kaji T, Noguchi YT, Takemoto Y, Zhang L, Tsujikawa K, Kokubo H, Uezumi A, Maehara K, Harada A, Ohkawa Y, Fukada SI.
    • 雑誌名

      Elife

      巻: 8 ページ: pii: e48284

    • DOI

      doi: 10.7554/eLife.48284.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Eleanor ncRNAs activate the topological domain of the ESR1 locus to balance against apoptosis.2019

    • 著者名/発表者名
      Abdalla MOA, Yamamoto T, Maehara K, Nogami J, Ohkawa Y, Miura H, Poonperm R, Hiratani I, Nakayama H, Nakao M, Saitoh N.
    • 雑誌名

      Nat Commun.

      巻: 10 ページ: 3778

    • DOI

      doi: 10.1038/s41467-019-11378-4.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Biochemical analysis of nucleosome targeting by Tn5 transposase.2019

    • 著者名/発表者名
      Sato S, Arimura Y, Kujirai T, Harada A, Maehara K, Nogami J, Ohkawa Y, Kurumizaka H.
    • 雑誌名

      Open Biol.

      巻: 9 ページ: 190116

    • DOI

      doi: 10.1098/rsob.190116

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dmrt factors determine the positional information of cerebral cortical progenitors via differential suppression of homeobox genes.2019

    • 著者名/発表者名
      Konno D, Kishida C, Maehara K, Ohkawa Y, Kiyonari H, Okada S, Matsuzaki F.
    • 雑誌名

      Development

      巻: 146 ページ: pii: dev174243

    • DOI

      doi: 10.1242/dev.174243.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Calcineurin Broadly Regulates the Initiation of Skeletal Muscle-Specific Gene Expression by Binding Target Promoters and Facilitating the Interaction of the SWI/SNF Chromatin Remodeling Enzyme.2019

    • 著者名/発表者名
      Witwicka H, Nogami J, Syed SA, Maehara K, Padilla-Benavides T, Ohkawa Y, Imbalzano AN.
    • 雑誌名

      Mol Cell Biol.

      巻: 39 ページ: pii: e00063-1

    • DOI

      doi: 10.1128/MCB.00063-19.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Towards extracting chromatin dynamics from single-cell measurements.2019

    • 著者名/発表者名
      Kazumitsu Maehara, Yasuyuki Ohkawa
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] Modeling latent flows in single cell data.2019

    • 著者名/発表者名
      Kazumitsu Maehara
    • 学会等名
      EMBO Symposia:Multi-Omics
    • 国際学会
  • [学会発表] クロマチン挿入標識(ChIL)法による空間エピゲノム解析2019

    • 著者名/発表者名
      前原一満
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会・第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大会

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公開日: 2021-01-27  

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