Inferring epigenomic changes during cell differentiation at single cell resolution

本研究は、多細胞動物の細胞分化過程におけるエピゲノム変遷過程の推定を行うことを目的としている。分化途中の細胞を直接取得することには困難を伴うが、比較的取得が容易な分化した体細胞のエピゲノム情報を用い、これに分子系統解析を応用することで、問題の解決を試みる。今年度はエピゲノム情報として、クロマチン構造がオープンで活発な遺伝子転写と関連するクロマチンアクセシビリティ情報を用いた解析を行った。公共データベースから利用可能なマウス血球系細胞のクロマチンアクセシビリティ情報に基づき、1) 系統解析により細胞の分岐過程を推定し、2) 推定された樹形に基づき祖先節にあたる分化途中の細胞の状態の推定を試みた。得られた結果を既知の情報と比較し、推定結果の検証を行った。その結果、1) 既知の細胞の分岐過程を部分的に再構成ができることが示された。2) 分化途中の前駆細胞のクロマチンアクセシビリティ状態の推定については、高い特異度で予測が可能であった一方、感度は低い結果となった。このことはクロマチンアクセシビリティが発現状態と密接に関わりダイナミックに変化するために、前駆細胞特異的な状態を推定しにくく偽陰性が多いことを反映していると考えられた。

本研究は、多細胞動物の細胞分化過程におけるエピゲノム変遷過程の推定を行うことを目的としている。分化途中の細胞を直接取得することには困難を伴うが、比較的取得が容易な分化した体細胞のエピゲノム情報を用い、これに分子系統解析を応用することで、問題の解決を試みる。今年度はエピゲノム情報として、クロマチン構造がオープンで活発な遺伝子転写と関連するクロマチンアクセシビリティ情報を用いた解析を行った。公共データベースから利用可能なマウス血球系細胞のクロマチンアクセシビリティ情報に基づき、1) 系統解析により細胞の分岐過程を推定し、2) 推定された樹形に基づき祖先節にあたる分化途中の細胞の状態の推定を試みた。得られた結果を既知の情報と比較し、推定結果の検証を行った。その結果、1) 既知の細胞の分岐過程を部分的に再構成ができることが示された。2) 分化途中の前駆細胞のクロマチンアクセシビリティ状態の推定については、高い特異度で予測が可能であった一方、感度は低い結果となった。このことはクロマチンアクセシビリティが発現状態と密接に関わりダイナミックに変化するために、前駆細胞特異的な状態を推定しにくく偽陰性が多いことを反映していると考えられた。