細胞のリプログラミングによるDNAメチル化変化を利用した遺伝子発現制御の理解

利用细胞重编程导致的 DNA 甲基化变化了解基因表达调控

• 批准号: 21K06143
• 负责人: 岡村 浩司
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Center for Child Health and Development
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06143/
• 关键词: リプログラミング; DNAメチル化; 遺伝子発現; ヒストンメチル化; クロマチン; 遺伝子発現制御; iPS細胞; エピゲノムエディティング

脊椎動物の個体にはさまざまな器官や組織、細胞が存在し、それぞれにおいて異なる遺伝子の組み合わせの発現制御がなされている。本課題の目標は多くの遺伝子について、それぞれの発現に関わるDNAメチル化サイトを同定することで、まず、ヒト子宮内膜由来細胞およびそのiPS細胞株との比較解析から、マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)遺伝子群について結果が得られた。MMPはコラーゲンなど細胞外マトリックスを分解する酵素で、月経における剥離、脱落にも関与し、子宮内膜間質細胞においてはMMP1やMMP2の高発現が確認される。この細胞を親株としてリプログラミングによりiPS細胞株を樹立させると、幹細胞においては不要である上記2遺伝子のmRNA発現量は1/10以下に抑制される。メチル化アレイによるデータから、MMP1についてはプロモータ領域の1つのCpGサイトが重要であることを示すことができた。MMP2についてはgene bodyの離散的な数ヶ所の高メチル化が観察され、またCpGアイランドとなっているプロモータ領域ではH3K4me3修飾が細胞のリプログラミングにより消失することが確認された。また、MMP20については子宮における機能と関わりがないためか発現しておらず、iPS細胞でもオフのままであるが顕著な高メチル化を受けていることが分かった。MMP20に関する制御情報を得るためには、子宮内膜とは別のMMP20が発現している細胞をリプログラミングする必要がある。MMP1を含むMMPファミリー9遺伝子は11q22で同じ向きに遺伝子クラスタを形成しており、Hi-Cによるデータからその中にクロマチン境界を確認、メチル化が変化する遺伝子座とそうでない遺伝子座の区分けがなされ、遺伝子重複後のパラログの機能多様化をもたらす機構を追うことができた。

Vertebrate の individual に は さ ま ざ ま な organ や tissue, cell が し, そ れ ぞ れ に お い て different な る heritage 伝 son の group み close わ せ の 発 now suppression が な さ れ て い る. More than this topic の target は く の heritage 伝 son に つ い て, そ れ ぞ れ の 発 now に masato わ る DNA メ チ ル change サ イ ト を with fixed す る こ と で, ま ず, ヒ ト endometrial cells origin お よ び そ の iPS cell lines と の comparative analytic か ら, マ ト リ ッ ク ス メ タ ロ プ ロ テ ア ー ゼ (MMP) heritage 伝 subgroup に つ い て results ら が れ た. MMP は コ ラ ー ゲ ン な ど extracellular マ ト リ ッ ク ス を decomposition す で る enzyme, month 経 に お け る stripping, fall off に も masato and し, endometrial stromal cells に お い て は MMP1 や MMP2 の high 発 が now confirmed さ れ る. こ の cells を parent strain と し て リ プ ロ グ ラ ミ ン グ に よ り iPS cell lines を set さ せ る と, stem cells に お い て は don't で あ る written 2 heritage 伝 son の mRNA 発 now quantity は 1/10 the following に inhibit さ れ る. メ チ ル change ア レ イ に よ る デ ー タ か ら, MMP1 に つ い て は プ ロ モ ー の タ field 1 つ の CpG サ イ ト が important で あ る こ と を shown す こ と が で き た. MMP2 に つ い て は gene body の discrete な is の high by ヶ メ チ ル change が 観 examine さ れ, ま た CpG ア イ ラ ン ド と な っ て い る プ ロ モ ー タ field で は H3K4me3 modified が cells の リ プ ロ グ ラ ミ ン グ に よ り disappear す る こ と が confirm さ れ た. ま た, MMP20 に つ い て は uterus に お け る function と masato わ り が な い た め か 発 now し て お ら ず, iPS cells で も オ フ の ま ま で あ る が 顕 with high な メ チ ル change を by け て い る こ と が points か っ た. MMP20 に masato す る suppression intelligence を る た め に は, endometrial と は don't の MMP20 が 発 now し て い る cells を リ プ ロ グ ラ ミ ン グ す る necessary が あ る. MMP1 を containing む MMPS フ ァ ミ リ ー 9 son survived 伝 は 11 q22 で with じ to き に heritage 伝 son ク ラ ス タ を form し て お り, Hi - C に よ る デ ー タ か ら そ の in に ク ロ マ チ ン realm を confirmation, メ チ ル change が variations change す る heritage 伝 stroma と そ う で な い heritage 伝 stroma の distinguish け が な さ れ, but 伝 after repeated の パ ラ ロ グ の function Model を を たらす institutions を pursue う た とがで た た.

项目成果

顔画像のオンライン収集の取り組みと深層学習による顔貌学習

在线收集面部图像并利用深度学习进行面部外观学习的努力

• 发表时间: 2021
• 作者: 青砥 早希;植田 亜季;五十嵐 麻希;坂本 美佳;松原 圭子;岡村 浩司
• 通讯作者: 岡村 浩司

人工知能を用いたGram染色による細菌同定支援システム

使用人工智能的革兰氏染色的细菌识别支持系统

医療者は血液培養のGram染色画像から黄色ブドウ球菌とコアグラーゼ陰性ブドウ球菌を判別できるか?

医疗专业人员能否从血培养的革兰氏染色图像中区分金黄色葡萄球菌和凝固酶阴性葡萄球菌？

• 发表时间: 2022
• 作者: 松井 俊大;庄司 健介;岡村 浩司;神宮司 深雪;村山 智紀;宮入 烈
• 通讯作者: 宮入 烈

ヒトiPS細胞特性判別システム

人类iPS细胞特性测定系统

Identification of an epigenetic signature in human induced pluripotent stem cells using a linear machine learning model.

• DOI: 10.1007/s13577-020-00446-3
• 发表时间: 2021-01
• 期刊: Human cell
• 影响因子: 4.3
• 作者: Nishino K;Takasawa K;Okamura K;Arai Y;Sekiya A;Akutsu H;Umezawa A
• 通讯作者: Umezawa A