全能性獲得機構の解明のためのmulti-omics技術の開発

2021 年度 実績報告書

• 研究領域: 全能性プログラム：デコーディングからデザインへ
• 研究課題/領域番号: 20H05368
• 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): 2020-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: ChIL-Seq / エピジェネティクス / マルチオミクス

研究実績の概要

哺乳動物において受精卵は、受精後に、精子および卵子由来のゲノム状態が初期化されることで全能性を獲得する。この全能性の獲得には、様々なエピゲノム因子が関わると考えられるが、その全貌は明らかとなっていない。このような全能性因子の解析のためには、どの因子が協調して機能しているのかを分類するための同時性を担保した解析手法が必須である。そこで、研究代表者はこの同時性を担保するためにクロマチン構造解析と転写産物を同時に取得する技術開発を目指す。具体的には、研究代表者ら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ChIL-seqを発展させた同時エピゲノム因子同定技術multi-ChILとmRNAseqを同一細胞内で行うmulti-ChIL omicsの開発を進める。前年度、本技術の基盤nの一つとなるmulti-ChIL法がある。multi-ChIL法は２種類以上のターゲットに対するゲノム位置情報を同一サンプルから取得する方法で、そのプロトコルを論文発表した。ChIL-seqの詳細なプロトコルおよび各工程における品質チェックについても、同時に公開した。今年度は、さらに単一細胞解析に向けたChIL-seqのハイスループット化を進め、ヒストン修飾およびRNAポリメラーゼIIのゲノム局在情報を可視化することに成功した。本手法は組織細胞由来のような非接着細胞にも適応可能であり、幅広く利用可能である。今後、トランスクリプトーム情報や複数抗体を同時に用いた場合の条件検討を進めていく。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Modeling population size independent tissue epigenomes by ChIL-seq with single thin sections. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kazumitsu Maehara, Kosuke Tomimatsu, Akihito Harada, Kaori Tanaka, Shoko Sato, Megumi Fukuoka, Seiji Okada, Tetsuya Handa, Hitoshi Kurumizaka, Noriko Saitoh, Hiroshi Kimura, and Yasuyuki Ohkawa.
  • 雑誌名: Mol Syst Biol 巻: 17 ページ: e10323
  • DOI: 10.15252/msb.202110323.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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: 169 ページ: 653-661
  • DOI: 10.1093/jb/mvab001.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Targeted inhibition of EPAS1-driven IL-31 production by a small-molecule compound. (2021)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Kamikaseda, Takehito Uruno, Kazufumi Kunimura, Akihito Harada, Kuniko Saiki, Kounosuke Oisaki, Daiji Sakata, Takeshi Nakahara, Makiko Kido-Nakahara, Motomu Kanai, Seiji Nakamura, Yasuyuki Ohkawa, Masutaka Furue, Yoshinori Fukui.
  • 雑誌名: J Allergy Clin Immunol 巻: 148 ページ: 633-638
  • DOI: 10.1016/j.jaci.2021.03.029. Epub 2021 Apr 2.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Transcriptome analysis of gene expression changes upon enzymatic dissociation in skeletal myoblasts. (2021)
  • 著者名/発表者名: Atsuko Miyawaki-Kuwakado, Qianmei Wu, Akihito Harada, Kosuke Tomimatsu, Takeru Fujii, Kazumitsu Maehara, Yasuyuki Ohkawa.
  • 雑誌名: Genes Cells. 巻: 26 ページ: 530-540
  • DOI: 10.1111/gtc.12870. Epub 2021 Jun 8.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] High-depth spatial transcriptome analysis by photo-isolation chemistry. (2021)
  • 著者名/発表者名: †Mizuki Honda, Shinya †Oki, Ryuichi Kimura, Akihito Harada, Kazumitsu Maehara, Kaori Tanaka, Chikara Meno, Yasuyuki Ohkawa.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 12 ページ: 4416
  • DOI: 10.1038/s41467-021-24691-8.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Chromatin structure-dependent histone incorporation revealed by a genome-wide deposition assay. (2021)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Tachiwana, Mariko Dacher, Kazumitsu Maehara, Akihito Harada, Yosuke Seto, Ryohei Katayama, Yasuyuki Ohkawa, Hiroshi Kimura, Hitoshi Kurumizaka, Noriko Saitoh.
  • 雑誌名: Elife 巻: 10 ページ: e66290
  • DOI: 10.1016/j.jaci.2021.03.029. Epub 2021 Apr 2.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ChIL法による単一細胞マルチオミクスプロファイリング (2021)
  • 著者名/発表者名: 原田 哲仁, 藤井 健, 前原 一満, 田中 かおり, 木村 宏, 大川 恭行
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会
• [学会発表] Epigenomic lineage tracing toward the understanding acquisition of tissue-specific gene expression profile (2021)
  • 著者名/発表者名: 原田哲仁
  • 学会等名: ＩＭＳセミナー
  • 招待講演
• [備考] 九州大学 トランスクリプトミクス分野ホームページ
  • URL: https://tx.bioreg.kyushu-u.ac.jp/