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CTCFが制御する初期胚発生のゲノム３次元構造変化と遺伝子制御機構の解明

阐明CTCF调控的早期胚胎发育过程中的3D基因组结构变化和基因控制机制

基本信息

批准号：
22K15037
负责人：
久保直樹
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

マウス初期胚発生における、ゲノム３次元構造の変化を解析するため、今年度は高解像度シングルセルHi-Cの技術開発に取り組んだ。初期胚形成過程での２細胞、４細胞、８細胞、桑実胚を回収し、マウスピペットで一細胞にばらした後に、ライブラリ作成を行なった。その過程では、一細胞から得られるライブラリ収量、シークエンス情報量が不十分であることが多く、現在数十から数百細胞レベルでのライブラリ作成も進めている。ライブラリ作成過程では、DNAの断片化、平滑末端化、ライゲーション、そしてそれらのステップを経る度に、その酵素活性を不活性化する操作など、あらゆるステップで反応を十分行う必要があるが、通常の体細胞と違い、細胞質が格段に厚いため、条件検討を進めている。一方で、米国で開催されたCold spring harbor meetingに出席した際、シークエンス情報量が少なくてもデータ解析で高精度のHi-Cピーク抽出ができるよう、深層学習を用いた解析法に触れ、その開発者とコンタクトをとり、現在、共同研究を協議中である。今年度は、初期胚以外にもES細胞を用いた研究も行なっており、遺伝子制御に必須のゲノム３次元構造であるエンハンサー・プロモーター相互作用について、エンハンサー形成に重要なヒストン修飾のH3K4me1の制御機構と、ゲノム３次元構造の関連を調べている。H3K4me1修飾酵素活性を持つMLL3/4のエンハンサー・プロモーター相互作用における役割を明らかにする中で、他にMLL2においてもそのエンハンサー形成に重要な役割を明らかにしている。

In the early stages of its development, the analysis of three-dimensional structure, this year's high-resolution Hi-C technology development During the initial embryo formation process, 2-cell, 4-cell, 8-cell, mulberry embryo were recovered, and the embryo was produced after one cell. In the process, a cell can receive a lot of information, but now dozens of cells can receive a lot of information. DNA fragmentation, smooth terminalization, DNA fragmentation, enzyme inactivation, enzyme activity inactivation, and other enzyme activities are essential for the preparation of DNA fragments. Normal somatic cell differentiation, cytoplasmic cell thickening, and condition evaluation are also necessary. In addition, the United States and China have opened up Cold spring harbor meetings, with a small amount of information, high-precision analysis, deep learning, and analytical methods. This year, in addition to the early embryo, ES cells are used for research, and the relationship between gene control and three-dimensional structure is necessary. H3K4 me1 modification enzyme activity is maintained in MLL3/4 and MLL2 interaction is important for the formation of active enzymes.