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Blood 133:1803-1813, 2019; Murakami et al. Nature Immunology 22:301-311, 2021など)。そこで、IRF8欠損マウスから前駆細胞を単離してHi-C法で解析しました。その結果、IRF8欠損マウスの樹状細胞前駆細胞では、核内コンパートメントの活性化型への変化が誘導されないことがわかりました。 樹状細胞は感染が起こると生体防御に関わる様々な遺伝子を発現することが知られています。そこで、次にこれら感染防御に関与する遺伝子のクロマチン高次構造が樹状細胞の分化においてどのように変化するのかHi-C法で解析しました。その結果、これらの遺伝子を含むDNA領域は樹状細胞の分化を通して、感染刺激を受ける前から活性化型の核内コンパートメントに含まれていることがわかりました(図2)。さらに、トポロジカル関連ドメインについても、感染刺激前の樹状細胞においてすでに十分に強く形成され、感染刺激後にも大きな変化が認められませんでした。以上の結果から、生体防御関連遺伝子のクロマチン高次構造は感染の前にはすでに準備されており、それによって樹状細胞が病原体に対し素早く反応して必要な遺伝子発現が誘導できるのではないかと考えています。 図2    生体防御関連遺伝子を含むゲノムDNA領域のクロマチン高次構造変化 (上段)樹状細胞は感染刺激によりサイトカインやケモカインなど生体防御関連分子を発現する。(下段)生体防御関連遺伝子は樹状細胞分化全体を通して常に活性化型コンパートメントAに存在している。これら遺伝子のDNA領域は感染が起こっていない樹状細胞の段階でトポロジカル関連ドメイン内の相互作用の増加が生じ、これは感染後に遺伝子が発現しても大きく変化しない。このことから樹状細胞が感染時に迅速に生体防御関連遺伝子を発現するためにクロマチン高次構造の確立が重要である可能性がある。   今後の展開 今回の解析結果から、細胞が分化していく過程において、その細胞にとって重要な遺伝子のクロマチン高次構造が大きく変化することがわかりました。この知見を応用することで、例えば白血病細胞など病的な前駆細胞のクロマチン高次構造を解析し、その性状を正しく理解することで、新たな診断・治療法開発につなげられる可能性があります。また、樹状細胞は病原体やがんに対する免疫応答に必須の役割を担いますが、その過剰あるいは異常な活性化は自己免疫疾患を引き起こしたりがんを増悪させたりすることも知られています。本研究における解析データは、それらの疾患の理解や治療法の開発に役立つことも期待されます。 研究費 本研究は、文部科学省、日本学術振興会、日本ワックスマン財団、ノバルティス科学振興財団、化学及血清療法研究所、東京生化学研究会、日本血液学会、ホーユー科学財団、日本ジェネティクス、上原記念生命科学財団による研究助成と、熊本大学病院研究活性化プロジェクト並びに横浜市立大学先端医科学研究センターが認定されている文部科学省共同利用・共同研究拠点「マルチオミックスによる遺伝子発現制御の先端的医学共同研究拠点」の支援を受けて行われました。 論文情報 タイトル: Chromatin structure undergoes global and local reorganization during murine dendritic cell development and activation 著者: Daisuke Kurotaki, Kenta Kikuchi, Kairong Cui, Wataru Kawase, Keita Saeki, Junpei Fukumoto, Akira Nishiyama, Kisaburo Nagamune, Keji Zhao, Keiko Ozato, Pedro P. Rocha, Tomohiko Tamura 掲載雑誌: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 119(34): e2207009119, 2022 DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2207009119 用語説明 *1 樹状細胞 : T細胞に抗原提示して獲得免疫を誘導する極めて重要な免疫細胞。感染などの際にサイトカインと呼ばれる物質を産生し、生体防御に働くことも知られている。 *2 転写因子 : それぞれ特徴的なDNA配列を認識して様々なゲノム部位に結合することで、遺伝子からRNAの転写を制御するタンパク質。ヒトでは1,500種類以上あると言われている。 *3 クロマチン : DNAとそれに結合したタンパク質の複合体のこと。 *4 造血幹細胞 : 骨髄内に存在し、全ての血液細胞に分化する能力と、細胞分裂しても自らを維持する自己複製能を有する組織幹細胞の一種。 *5 細胞分化 : 幹細胞が特定の機能を持つ細胞になる現象。 *6 エンハンサー : 遺伝子の転写開始点から離れた領域に存在し、転写因子が結合することで遺伝子の発現を調節するゲノムDNA領域。 *7 次世代シーケンス技術 : DNA断片の配列を並列的に極めて短時間で解析する技術。この方法を応用することで、クロマチン高次構造の状態を調べること (Hi-C) が可能となった。 *8 核内コンパートメント : 類似の性質を持つクロマチン同士が細胞核内で寄り集まって形成されるクロマチン高次構造。活性化型のAコンパートメントと不活性化型のBコンパートメントに分けられる。 *9 トポロジカル関連ドメイン : ゲノムDNAに結合するCTCFとコヒーシン複合体により形成されるクロマチン高次構造。 *10 バイオインフォマティクス解析 : 様々な生物学的データを情報科学によって解析する技術。 掲載論文 記者発表資料 お問合わせ先 横浜市立大学  広報課 E-mail:[email protected] Tweet HOME ニュース一覧 感染防御やがん免疫に重要な樹状細胞の分化成熟におけるDNA折り畳み構造を初めて解明 facebook twitter instagram youtube SNS一覧 YCUについて 大学紹介 法人情報 大学の取り組み 大学への寄付 学術院 100周年記念事業 大学の情報公開 研究・産学連携 研究・産学連携推進センター 研究ポリシー 知的財産・特許 学内の研究者の方へ（学内向け） 研究者データベース サイトマップ 学部・大学院 YCUの教養教育 国際教養学部 国際商学部 理学部 データサイエンス学部 医学部医学科 医学部看護学科 都市社会文化研究科 国際マネジメント研究科 生命ナノシステム科学研究科 生命医科学研究科 データサイエンス研究科 医学研究科医科学専攻 医学研究科看護学専攻 学生生活 奨学金・減免 部活・サークル ヨコ知リ ボランティア支援室 国際交流・留学 地域貢献センター 受験生の方へ 入試情報 イベント・説明会 大学院受験 大学院入試情報 キャリア・就職 キャリア支援センター 採用情報 お問い合わせ マスメディアの方へ 一般の方へ バナー広告募集 関連サイト 関連施設 附属病院 附属市民総合医療センター 学術情報センター（図書館） 先端医科学研究センター 木原生物学研究所 このサイトについて プライバシーポリシー Copyright© Yokohama City University. 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