研究題目

新規ヒストン H3 バリアント遺伝子群の機能解析

研究組織研究代表者：大川恭行（九州大学生体防御医学研究所）

共同研究者：竹本龍也（徳島大学先端酵素学研究所）【1】研究の概要[1-1]本研究の目的・概要備中）。（２）また、これまで作成した全マウスの解析結果を統合した（投稿準備

本研究では、昨年度より引き続き組織中）。同時に、極めて少数の細胞を用いて特異的なエピゲノム解析を進め、その全エピゲノム情報を取得できる「クロマチ容解明を目指した。新規ヒストン H3 バリン 挿 入 標 識 （ Chromatin Integration

アント遺伝子群の機能解析をノックアウLabeling: ChIL)」法を開発した(Nat Cell

トマウスに加えてノックインマウスの作

Biol., 2019)。本手法は、細胞を破壊す製により進め、昨年度明らかになった新ることなしに、任意の転写因子やヒスト規ヒストンバリアントについても解析をン修飾などが存在する領域の塩基配列を進め、ヒストン置換による遺伝子発現制増幅することができる。また、高感度で御の全貌解明を行っていくこととした。の解析ができるため、遺伝子発現を制御[1-2]研究の方法・経過する転写因子の結合位置やヒストン修飾

解析対象として以下のヒストンバリアを単一の細胞で測定することが可能にな

ントの KO マウスを C57/BL6 を用いてゲノった。

ム編集技術 Crispr/Cas9 により作成を行[2-2]本共同研究による波及効果及び今った。竹本グループにより開発された高後の発展性

効率に受精卵でゲノム編集を行う手法に本研究の進展に伴いヒストン遺伝子のより 14 種類の個々のヒストン H3 バリア

生物学的意義の全貌が明らかになりつつント遺伝子を個別に破壊した 14 ラインをある。また、同時に必要となる技術開発樹立した。1 細胞オミクス的手法により多を行うことが可能になったため、手法よ面的に表現型解析を行った。マウスの樹り深い解析が進みつつある。特に本研究立を徳島大学で行い、解析を九州大学生により開発された手法は、胚発生や細胞体防御医学研究所にて行った。また、本分化の制御機構など生命現象を制御する年度はその解析に必要な技術開発も並行分子機構の解明に極めて有用であるととして行った。

もに、がん研究・再生医療などへの応用【2】研究成果が広く期待される。今後の継続的な研究[2-1]本共同研究で明らかになった研究により更なる成果を期したい。

成果【3】主な発表論文等

昨年度に引きつづいて解析を行い、（１） [3-1]論文発表
クロマチンに取り込まれない新たなヒス
1）[雑誌]著者名.題名.雑誌名 巻：頁‐
トンバリアントの解析を進めた（投稿準頁，発行年.

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Yokota K, Kubota K, Kobayakawa K, Saito T,
Hara M, Kijima K, Maeda T, Katoh H,Ohkawa Y, Nakashima Y, Okada S.
Pathological changes of distal motor neurons
after complete spinal cord injury. Mol Brain.
12(1), 2019.
Harada A, Maehara K, Handa T, Arimura Y,
Nogami J, Hayashi-Takanaka Y, Shirahige K,
Kurumizaka H, Kimura H, Ohkawa Y. A
chromatin integration labelling method
enables epigenomic profiling with lower input.
Nat Cell Biol. 2019.
Shima Y, Miyabayashi K, Sato T, Suyama M,
Ohkawa Y, Doi M, Okamura H, Suzuki K.
Fetal Leydig cells dedifferentiate and serveas adult Leydig stem cells. Development.
145(23), 2018.
Matsuda A, Asada Y, Suita N, Iwamoto S,Hirakata T, Yokoi N, Ohkawa Y, Okada Y,
Yokomizo T, Ebihara N. Transcriptome
profilingofrefractory
atopickeratoconjunctivitis by RNA sequencing. JAllergy Clin Immunol. 2018.
Baba T, Otake H, Inoue M, Sato T, Ishihara Y,Moon JY, Tsuchiya M, Miyabayashi K,
Ogawa H, Shima Y, Wang L, Sato R,
Yamazaki T, Suyama M, Nomura M, Choi
MH, Ohkawa Y, Morohashi KI. Ad4BP/SF-1
regulates cholesterol synthesis to boost theproduction of steroids. Commun Biol. 1,2018.
Takashima Y, Horisawa K, Udono M,Ohkawa Y, Suzuki A. Prolonged inhibition ofhepatocellular carcinoma cell proliferation by
combinatorial expression of definedtranscription factors. Cancer Sci. 2018.
Arimura Y, Ikura M, Fujita R, Noda M,
Kobayashi W, Horikoshi N, Sun J, Shi L,
Kusakabe M, Harata M, Ohkawa Y, Tashiro
S, Kimura H, Ikura T, Kurumizaka H.
Cancer-associated mutations of histones
H2B, H3.1 and H2A.Z.1 affect the structureand stability of the nucleosome. Nucleic
Acids Res. 2018.
Luo D, Kato D, Nogami J, Ohkawa Y,Kurumizaka H, Kono H. MNase, as a probe
to study the sequence-dependent site
exposures in the +1 nucleosomes of yeast.
Nucleic Acids Res. 2018.
Sugimoto N, Maehara K, Yoshida K, Ohkawa
Y, Fujita M. Genome-wide analysis of thespatiotemporal regulation of firing anddormant replication originsin human cells.

Nucleic Acids Res. 2018.
10. Kita Y, Katayama Y, Shiraishi T, Oka T, Sato T,Suyama M, Ohkawa Y, Miyata K, Oike Y,
Shirane M, Nishiyama M, Nakayama KI. The
Autism-Related Protein CHD8 Cooperates
with C/EBPβ to Regulate Adipogenesis. Cell
Rep. 23(7), 2018.
11. Harada A, Maehara K, Ono Y, Taguchi H,
Yoshioka K, Kitajima Y, Xie Y, Sato Y, IwasakiT, Nogami J, Okada S, Komatsu T, Semba Y,Takemoto T, Kimura H, Kurumizaka H,Ohkawa Y. Histone H3.3 sub-variant H3mm7
is required for normal skeletal muscle
regeneration.
Nat Commun. 9(1), 2018.
2）[書籍]著者名.題名.編集者名・編 書
籍名.出版社,発行地，頁-頁,発行年
1. 小松 哲郎,大川 恭行
クロマチン構造が規定する骨格筋分化. 実験医学 2018 年増刊号
Vol.36No.7：102-106[3-2]学会発表
1）発表者名.題名.学会名，発表地，発表月日，発表年
1.

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Yasuyuki Ohkawa. Chromatin Integration
Labeling- an Epigenomic Profiling for Single
Cell Analysis. Cell Symposium: Single Cells:
Technology to Biology.2019. Singapore.
Yasuyuki Ohkawa. Histone H3.3 sub-variants
are required for regulating skeletal muscle
differentiation. 2018 Federation of American
Societies for Experimental Biology (FASEB).
2018.9. Via del Cavallaccio, 36, 50142
Firenze FI,Italy.
Yasuyuki Ohkawa. ChiLT-an Epigenomic
Profiling for Single Cell Analysis. Gordon
Research Conference「ChromatinEncounters Shaping Genome Architectureand Function」.2018. USA.
Yasuyuki Ohkawa. Low-input EpigenomicProfiling Technology toward Identifying
Myogenic Chomatin Structure. Muscle
Development, Regeneration and Disease2018. Germany.

【4】今後の課題等
極めて順調に推移しており、継続的な研究の進展を期したい。