癌特異的クリプティック遺伝子プロモーターの転写サイクルプロファイリング

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Integral understanding of the mechanism of transcription cycle through quantitative, high-resolution approaches
• Project/Area Number: 15H01343
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 村谷 匡史 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (50730199)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: ゲノム / 遺伝子制御 / プロモーター / エピゲノム

Outline of Annual Research Achievements

今年度は典型的な肺の進行癌症例の検体を用いて、凍結保存された組織検体切片からレーザーマイクロダイセクション法を用いて癌細胞部分を単離し、遺伝子プロモーター領域をマークするヒストン修飾を標的としたChIPseq解析を行うための技術確認とデータ収集を行った。年度当初はシークエンシングを外部委託していたため、条件検討のためのデータ収集のサイクルがなかなか回らなかったが、年度末にかけて学内のシークエンサーが使用できるようになり、高品質のデータが取得できる見通しが立った。また、ChIPseqによるプロモーター解析で見つかった新規転写産物を確認するためのRNAseqについてもレーザーマイクロダイセクション検体でデータが取得でき、癌検体で特異的にみられる転写産物のうち、癌細胞に発現しているものと間質部分に発現しているものが区別できることが確認できた。転写サイクルプロフェイリングに用いるヒストン以外の標的についても、臨床組織検体を用いてスクリーニングを行った。米国で開催される転写研究分野の国際学会への参加を計画していたが、6月の要旨締め切り時点では実験を始めた段階であったため、参加を見送った。このため、旅費は国内で行われた領域会議参加に使用した。「その他」の経費にはシークエンシング解析の外部委託分が含まれているが、これは、当初よりもシークエンサーの導入が遅れたためにシークエンシング消耗品から振り替えられたものである。消耗品のうち、シークエンシングのランキットについては、３個同時に購入したため50万円以上の購入物品となっている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

レーザーマイクロダイセクションで臨床組織検体から単離した組織片を用いてのChIPseqでH3K4me3マークのChIPseqおよびRNAseqデータが取得できることが確認でき、今後症例数を増やしていくことで研究計画の主な目標である肺の進行癌での癌特異的遺伝子プロモータープロファイリングの見通しが立ったため。また、ヒストン以外のChIPseq標的については、比較的難易度が低いと予想していたRNAポリメラーゼでも手術材料では困難であることが明らかになったため、今後は細胞株の解析を進める方針が固まった。このように、条件検討項目が一通り完了し、来年度はエフォートを論文化できるデータの収集と解析に集中できる状態になったため、「おおむね順調に進展している」と判断した。

Strategy for Future Research Activity

これまでに得たデータでは、癌に特異的なプロモーター領域が見えているため、進行癌の症例数を増やすとともに、各症例でChIPseqとRNAseqの両方のデータを取得することにより、プロモーター領域をRNA発現の面からもサポートできるよう解析を進める。肺癌の細胞株については、公共データベースからもChIPseq結果が得られるため、これらを活用する。本研究の新規性やインパクトを高めるために、今後は臨床組織検体で、しかもレーザーマイクロダイセクションを組み合わせた手法でしか得られない知見を報告できるように解析のターゲットを工夫する。

Research Products

• [Journal Article] Comprehensive benchmarking reveals H2BK20 acetylation as a distinctive signature of cell-state-specific enhancers and promoters. (2016)
  • Author(s): Kumar V, Rayan NA, Muratani M, Lim S, Elanggovan B, Lixia X, Lu T, Makhija H, Poschmann J, Lufkin T, Ng HH, Prabhakar S.
  • Journal Title: Genome Research Volume: 26 Pages: 612-623
  • DOI: 10.1101/gr.201038.115
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research