Inferring epigenomic changes during cell differentiation at single cell resolution

以单细胞分辨率推断细胞分化过程中的表观基因组变化

基本信息

批准号：
22K06330
负责人：
小柳香奈子
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

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。

本研究的目的是估计多细胞动物细胞分化过程中的表观基因组转变过程。虽然直接获得处于分化过程中的细胞很困难，但我们将尝试利用相对容易获得的分化体细胞的表观基因组信息，并对这些信息应用分子谱系分析来解决这个问题。今年，我们使用与开放染色质结构和活跃基因转录相关的染色质可及性信息作为表观基因组信息进行了分析。根据公共数据库提供的小鼠血细胞染色质可及性信息，我们1）通过谱系分析估计细胞分支过程，2）根据估计的估计值估计细胞在分化过程中的状态，即祖先节点。我试过了。将所得结果与已知信息进行比较，验证了估计结果。结果表明：1）可以部分重建已知的细胞分支过程； 2)虽然可以高特异性地估计祖细胞在分化过程中的染色质可及性状态，但敏感性较低。这被认为反映了染色质可及性与表达状态密切相关并动态变化的事实，使得难以估计祖细胞特异性状态并导致许多假阴性。