転写動態制御を担うゲノムモダリティ要因の理解

2023 年度 実績報告書

• 研究領域: ＤＮＡの物性から理解するゲノムモダリティ
• 研究課題/領域番号: 23H04286
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 落合 博 九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (60640753)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: 遺伝子発現 / 転写 / 高次ゲノム構造 / 生細胞イメージング

研究実績の概要

遺伝子の転写活性は、ゲノム上遠方に位置するエンハンサーとプロモーターの相互作用によって細胞種特異的に制御される。イメージングによる解析から、個々の細胞におけるエンハンサー・プロモーター相互作用と転写活性状態との間には、必ずしも明確な相関が認められないことがいくつか報告されている。エンハンサー・プロモーター相互作用と転写動態の関係性を理解するためには、高次ゲノム構造におけるエンハンサー・プロモーター相互作用だけでなく、それに伴う転写制御因子のクラスター形成などの動態も同時に定量する必要がある。しかし、複数のモダリティを同時に計測する複雑な計測系が存在しないため、この課題は未だに明らかにされていない。
本研究では、独自開発した単一遺伝子イメージングシステムを用いて特定の内在遺伝子の細胞核内局在と転写活性を定量する。加えて、転写活性化に伴い遺伝子近傍でクラスターまたはfociを形成するBRD4などの転写制御因子やエンハンサー領域も4つのモダリティを同時に生細胞イメージングし、核内局在を定量する。これにより、エンハンサー・プロモーター相互作用、転写活性化およびそれに伴う転写制御因子のクラスター形成との関連性を明らかにすることを目的としている。本年度は、4つのモダリティを同時に生細胞イメージングするシステムを構築した。今後、このシステムを利用した生細胞イメージングを実施することで、エンハンサー・プロモーター相互作用と転写動態の関係性の理解を深めることを目指す。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Transcription-coupled changes in higher-order genomic structure and transcription hub viscosity prolong enhancer-promoter connectivity (2023)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Ohishi,Soya Shinkai,Hitoshi Owada,Takeru Fujii,Kazufumi Hosoda,Shuichi Onami,Takashi Yamamoto,Yasuyuki Ohkawa,Hiroshi Ochiai
  • 雑誌名: bioRxiv 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1101/2023.11.27.568629
• [雑誌論文] Precise immunofluorescence canceling for highly multiplexed imaging capturing specific cell state (2023)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Tomimatsu,Takeru Fujii,Ryoma Bise,Kazufumi Hosoda,Yosuke Taniguchi,Hiroshi Ochiai,Hiroaki Ohishi,Kanta Ando,Ryoma Minami,Tachibana Taro,Kaori Tanaka,Seiichi Mori,Akihito Harada,Kazumitsu Maehara,Masao Nagasaki,Seiichi Uchida,Hiroshi Kimura,Masashi Narita,Yasuyuki Ohkawa
  • 雑誌名: bioRxiv 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1101/2023.10.17.561810
• [学会発表] 空間オミクス技術で切り開く生命現象の高深度理解 (2024)
  • 著者名/発表者名: 落合 博
  • 学会等名: 2024医療・健康ユニットシンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 遺伝子発現における転写バースト ～細胞レベルでの影響と制御機構～ (2024)
  • 著者名/発表者名: 落合 博
  • 学会等名: 第1回WS「未踏探索における個性と集団の役割」
  • 招待講演
• [学会発表] Unveiling transcriptional dynamics in pluripotent stem cells through imaging analysis (2024)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Ochiai
  • 学会等名: RIKEN IMS Seminar
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Regulation of gene expression dynamics in pluripotent stem cells revealed by imaging analysis (2024)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Ochiai
  • 学会等名: RIKEN BDR Seminar
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Multimodal chromatin tracing法による転写動態に伴う高次ゲノム構造変化の解明 (2024)
  • 著者名/発表者名: 落合 博
  • 学会等名: 第46回 日本分子生物学会年会
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 転写バーストサイクル過程で変化する高次ゲノム構造 (2023)
  • 著者名/発表者名: 落合 博
  • 学会等名: 第61回日本生物物理学会年会
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Unveiling the dynamics of transcriptional regulation through spatial multimodal molecular imaging (2023)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Ochiai
  • 学会等名: 第18回生命医科学研究所ネットワーク国際シンポジウム
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 高次ゲノム構造とタンパク質凝集体形成による転写動態制御 (2023)
  • 著者名/発表者名: 落合 博
  • 学会等名: 令和５年遺伝研究会 クロマチン・細胞核構造の動的変換とゲノム機能制御
  • 招待講演
• [学会発表] 単一遺伝子イメージングによって明らかにする転写動態制御 (2023)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Ochiai
  • 学会等名: 第82回日本癌学会学術総会
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Chromatin structure and transcriptional dynamics: insights from chromatin tracing (2023)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Ochiai
  • 学会等名: UBC Genomics and Genome Engineering Workshop
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 生細胞単一遺伝子イメージングによる転写動態のエピジェネティック制御機構の解明 (2023)
  • 著者名/発表者名: 落合 博
  • 学会等名: 第16回日本エピジェネティクス研究会年会
  • 招待講演
• [学会発表] Higher-order genomic structure changes during the transcriptional bursting (2023)
  • 著者名/発表者名: 落合 博
  • 学会等名: 第3回 Hi-C 研究会
  • 招待講演
• [学会発表] マウス多能性幹細胞における転写動態制御機構の解明 (2023)
  • 著者名/発表者名: 落合 博
  • 学会等名: 第4回ゲノム生物物理学セミナー
  • 招待講演
• [備考] 九州大学・生医研・高深度オミクス・遺伝子発現動態学
  • URL: https://www.bioreg.kyushu-u.ac.jp/labo/ged/
• [備考] Researchmap
  • URL: https://researchmap.jp/HiroshiOchiai