組織・研究内容

研究課題名

血球系細胞分化過程での非ゲノム情報複製機構の解明

研究代表者

谷内 一郎
Ichiro Taniuchi
理化学研究所・チームリーダー
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研究分担者

河本 宏
Hiroshi Kawamoto
京都大学 ウイルス・再生医科学研究所・教授
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研究内容

多細胞生物の発生過程で起こる細胞形質の継承過程では、細胞分裂時の正確なゲノム情報の複製に加え、DNAメチル化やヒストン翻訳後修飾などの化学修飾性コード、高次クロマチン構造、非コードRNAを含めた非ゲノム情報の継承が必須である。しかしながら、このような非ゲノム情報は可塑性を有し、それ故に書き換えによる細胞形質の改変が可能であり、多細胞生物に於いて同じゲノム情報を持ちながら多様な細胞種を生み出す基本原理として機能する。即ち、細胞分裂時に非ゲノム情報は状況に応じた改変と精密な複製が緻密に制御される必要がある。これまでに、血球系細胞の分化過程で、DNAメチル化や抑制的ヒストン修飾といった非ゲノム情報の複製不全により細胞形質が転換される(例えば抑制的ヒストンの複製機構障害によるT細胞からB細胞への細胞形質転換)成果を挙げ、またT細胞内で系列特異的に3次元的な高次クロマチン構造が形成され、転写因子の標的遺伝子群を一括して制御する為のtranscriptional regulatory fociとして機能する可能性を示唆する結果を得てきた。これらの成果を更に発展させる目的で、本研究課題では、1. DNAメチル化維持と細胞分化、2.ヒストン修飾維持と細胞分化、3.高次クロマチン構造の維持機構 に焦点をあてた課題を設定し、Crispr/Cas9を用いた網羅的な分子機能喪失系を活用し、非ゲノム情報複製に関与数する分子の同定を試み、血球系細胞分化過程での細胞形質の継承と改変を制御する非ゲノム情報複製機構を解明を目指した研究を行う。

主な論文

研究代表者:谷内一郎

  1. Seo w., *Taniuchi I. (2人中1番目) Too much can be as bad as too little. Immunol. in press.
  2. Miyamoto C., et al., *Ebihara T. (7人中6番目) Runx/Cbfβ complexes protect group 2 innate lymphoid cells from exhaustion during allergic airway inflammation. Nat Commun. 10:447 (2019).
  3. Kojo S., et al., *Taniuchi I. (5人中5番目) Runx-dependent and silencer-independent repression of a maturation enhancer in the Cd4 gene. Commun. 9:3593, (2018).
  4. Taniuchi I. (1人中1番目) CD4 helper/ CD8 cytotoxic T cell differentiation. Annual Rev Immunol. 36:579-601 (2018).
  5. Wada H., et al., *Taniuchi I. (5人中5番目) Requirement for intron structure in activating the Cd8a Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 115:3440-3445 (2018).
  6. Tenno M., et al., *Taniuchi I. (12人中12番目) Cbfb2 controls differentiation of and confers homing capacity to pre-thymic progenitors. Exp. Med. 215:595-610 (2018).
  7. Kojo S., et al., *Taniuchi I. (19人中19番目) Priming of lineage-specifying genes by Bcl11b is required for lineage choice in post-selection thymocytes. Commun. 8:702 (2017).
  8. Kakugawa K., et al., *Taniuchi I. (12中12番目) Essential roles of SATB1 in specifying T lymphocyte subsets. Cell Rep. 19:1176-1188 (2017).
  9. Tenno M., et al., *Taniuchi I. (9人中9番目) Cbfb2-deficiency preserves Langerhans cell precursors by lack of selective TGFb receptor signaling. Exp. Med. 214:2933-2946 (2017).
  10. Kitagawa Y., et al., *Sakaguchi S. (13人中11番目) Guidance of regulatory T cell development by Satb1-dependent super-enhancer establishment. Immunol. 18:173-183 (2017).
  11. Boucheron N., et al., *Ellmeier W. (20人中17番目) CD4+ T cell lineage integrity is controlled by the histone deacetylases HDAC1 and HDAC2. Immunol.15:439-48 (2014).
  12. Mucida D., et al., *Taniuchi I. *Cheroutre H. (25人中24番目) Transcriptional reprogramming of mature CD4 T helper cells generates distinct MHC class II restricted cytotoxic T lymphocytes. Immunol. 14:281-9 (2013).
  13. Tanaka H., et al., *Taniuchi I. (8人中8番目) Epigenetic Thpok silencing limits the time window to choose CD4+ helper-lineage fate in the thymus. EMBO J. 32:1183-94 (2013).
  14. Muroi S., et al., *Taniuchi I. (8人中8番目) Cascading suppression of transcriptional silencers by ThPOK seals helper T cell fate. Immunol. 9:1113-21 (2008).
  15. Setoguchi R., et al., *Taniuchi I. (8人中8番目) Repression of the Transcription Factor ThPOK by Runx Complexes in Cytotoxic T Cell Development. Science 319:816-819 (2008).

 

研究分担: 河本 宏

  1. .*Ikawa T.,et al., *Kawamoto H. (15人中15番目) Conversion of T cells to B cells by inactivation of polycomb-mediated epigenetic suppression of the B-lineage program. Genes Dev 30: 2475-2485 (2016).
  2. Vizcardo R., ert al., *Kawamoto H. (8人中8番) Regeneration of human tumor antigen-specific T cells from iPSCs derived from mature CD8+ T cells. Cell Stem Cell 12: 31-36 (2013).
  3. Ikawa T., et al., *Kawamoto H. (9人中9番目) An essential developmental checkpoint for production of the T cell lineage. Science. 329: 93-96 (2010).
  4. Wada H., et al., *Kawamoto H. (7人中7番目) Adult T-cell progenitors retain myeloid potential. Nature 452: 768-772 (2008).
  5. Kawamoto, H., et al., *Katsura Y. (5人中1番目) T cell progenitors emerge earlier than B cell progenitors in the murine fetal liver. Immunity 12: 441-450 (2000).