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Research Results 研究成果

世界初、単一細胞での遺伝子発現制御解析に成功 -幹細胞、がんの成立機序解明に期待-

2018.12.11
研究成果Life & Health

 九州大学生体防御医学研究所(大川恭行教授、原田哲仁助教、前原一満助教ら)、東京工業大学科学技術創成研究院細胞制御工学研究センター(木村宏教授、半田哲也特任助教ら)、東京大学定量生命科学研究所(胡桃坂仁志教授、有村泰宏特任助教(当時)、白髭克彦教授)の研究グループは、極めて少数の細胞を用いてエピゲノム情報を取得できる「クロマチン挿入標識(Chromatin Integration Labeling: ChIL)」法を開発しました。本手法は、細胞を破壊することなしに、任意の転写因子やヒストン修飾などが存在する領域の塩基配列を増幅することができるため、高感度での解析ができます。そのため、遺伝子の発現を制御する転写因子の結合位置やヒストン修飾を単一の細胞で測定することが世界で初めて可能になりました。
 人体に存在する细胞は全て同一の遗伝情报を持ちますが、异なる组织を构成する细胞はそれぞれ特定の遗伝子を选択的に発现することで固有の性质を持つようになります。近年の技术革新により、単一の细胞での遗伝子発现(个々の遗伝子の搁狈础の存在量)を解析することが可能になっています。しかしながら、遗伝子の発现制御のメカニズムを理解するために不可欠なエピゲノム解析は、従来の手法では少なくとも数千个の细胞を必要としたため、干细胞など生体内にわずかしか存在しない细胞への适用は极めて困难でした。本研究により开発された手法は、胚発生や细胞分化の制御机构など生命现象を制御する分子机构の解明に极めて有用であるとともに、がん研究?再生医疗などへの応用が広く期待されます。
 本研究の成果は、科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業チーム型研究(CREST)研究領域「統合1細胞解析のための革新的技術基盤(研究総括:菅野純夫 東京医科歯科大学 難治疾患研究所 非常勤講師)」における研究課題「細胞ポテンシャル測定システムの開発(研究代表者:大川恭行)」、文部科学省科学研究費新学術領域研究「クロマチン潜在能(領域代表者:木村宏)」、日本学術振興会科学研究費、九州大学生体防御医学研究所共同利用?共同研究などの支援により得られたものです。
本研究成果は、2018年12月10日(月)午後4 時(英国時間)に英国科学雑誌「Nature Cell Biology」で公開されました。

クロマチン挿入标识技术:ゲノム顿狈础上の転写因子やヒストン修饰を、抗体を基に作製したプローブで标识することで可视化し(図)、标识周辺の顿狈础配列を増幅させた后に大规模塩基配列决定することで、位置情报を获得する技术です。

研究者からひとこと

本技术は、私たちエピゲノム研究者として最も必要としている技术でもありました。アイデアの完成は早かったのですが、结局実用的な技术になるまで5年以上の歳月を経ることになりました。是非、この技术を世界中で活用してもらって、これまで困难であった干细胞による再生医疗の実现、がん等の机序解明や生命科学の大きな飞跃の一助になって欲しいです。

  • 本研究についての详细は

论文情报

,Nature Cell Biology,
10.1038/s41556-018-0248-3

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