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

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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。