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2020 年度 実績報告書

単一細胞multi-omicsによるシンギュラリティー細胞同定技術の開発

公募研究

研究領域シンギュラリティ生物学
研究課題/領域番号 19H05425
研究機関九州大学

研究代表者

原田 哲仁  九州大学, 生体防御医学研究所, 准教授 (60596823)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワードRNA-seq / 単一細胞解析 / シンギュラリティ
研究実績の概要

組織中で希少細胞として存在すると考えられるシンギュラリティ細胞を同定し、計測するうえで重要なのは、特定の細胞が次にどのような運命をたどるのかを単一細胞レベルで「予測」することである。将来の転写の遺伝子発現の予測は、転写活性化あるいは抑制を誘導するヒストン修飾や転写因子、さらに転写状態を反映する活性化RNAポリメラーゼの結合状態をクロマチン免疫沈降法(ChIP)によりゲノムワイドに評価する(ChIP-seq)ことで理論的には十分可能であることが示されている。そこで、我々が最近開発した単一細胞レベルのエピゲノム解析手法であるChILseqとmRNA-seqを同一細胞内で行うscChILA-seq (single cell ChIL+RNAseq)の開発を行い、骨格筋幹細胞中に存在するシンギュラリティ細胞の同定を目指す。これまでに1000細胞で活性型ヒストン修飾マーカーであるH3K4me3に対するChILA-seqを行い、骨格筋芽細胞C2C12の未分化細胞と分化細胞(分化誘導後72時間)のデータ取得に成功している。今年度は、さらに1細胞解析へ向けたプロトコル開発を進めた。scRNA-seqは技術的に確立されたプロトコルが多数存在しており、特別な技術開発を必要としないことから、ChIL-seqの1細胞解析技術(scChIL-seq)の開発を進め、scRNA-seqとの融合を図った。細胞内でscRNA-seqとscChIL-seqを同時にライブラリー化するために、反応を行う順番などの検討を行い、パイロット版を開発し学会等で発表した。今後、論文化を進めていく予定である。

現在までの達成度 (段落)

令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (1件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Genome-wide analysis of chromatin structure changes upon MyoD binding in proliferative myoblasts during the cell cycle.2021

    • 著者名/発表者名
      Qianmei Wu, Takeru Fujii, Akihito Harada, Kosuke Tomimatsu, Atsuko Miyawaki-Kuwakado, Masatoshi Fujita, Kazumitsu Maehara, Yasuyuki Ohkawa.
    • 雑誌名

      J Biochem.

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1093/jb/mvab001.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Subnuclear gene positioning through lamina association affects copper tolerance.2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sakamoto, Mayuko Sato, Yoshikatsu Sato, Akihito Harada, Takamasa Suzuki, Chieko Goto, Kentaro Tamura, Kiminori Toyooka, Hiroshi Kimura, Yasuyuki Ohkawa, Ikuko Hara-Nishimura, Shingo Takagi, Sachihiro Matsunaga.
    • 雑誌名

      Nat Commun.

      巻: 11 ページ: 5914

    • DOI

      10.1038/s41467-020-19621-z.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genome-wide kinetic properties of transcriptional bursting in mouse embryonic stem cells.2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ochiai, Tetsutaro Hayashi, Mana Umeda, Mika Yoshimura, Akihito Harada, Yukiko Shimizu, Kenta Nakano, Noriko Saitoh, Zhe Liu, Takashi Yamamoto, Tadashi Okamura, Yasuyuki Ohkawa, Hiroshi Kimura, Itoshi Nikaido.
    • 雑誌名

      Sci Adv.

      巻: 6 ページ: eaaz6699

    • DOI

      10.1126/sciadv.aaz6699.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chromatin integration labeling for mapping DNA-binding proteins and modifications with low input.2020

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Handa, Akihito Harada, Kazumitsu Maehara, Shoko Sato, Masaru Nakao, Naoki Goto, Hitoshi Kurumizaka, Yasuyuki Ohkawa, Hiroshi Kimura.
    • 雑誌名

      Nat Protoc.

      巻: 15 ページ: 3334-3360

    • DOI

      10.1038/s41596-020-0375-8.

    • 査読あり
  • [学会発表] ChIL法による単一細胞エピゲノムプロファイリング.2020

    • 著者名/発表者名
      原田 哲仁, 前原 一満, 半田 哲也, 木村 宏 , 大川恭行
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会
  • [図書] 1細胞エピゲノム解析技術開発の最前線2021

    • 著者名/発表者名
      大川 恭行,原田 哲仁,前原 一満
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      医歯薬出版株式会社 週刊医学のあゆみ
  • [図書] 骨格筋研究のための最先端解析技術.2020

    • 著者名/発表者名
      原田 哲仁,大川 恭行
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      羊土社 実験医学
  • [図書] シングルセルでのエピゲノム情報の計測技術.2020

    • 著者名/発表者名
      原田 哲仁,大川 恭行
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      羊土社 実験医学

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公開日: 2021-12-27  

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