チームディレクター
平谷伊智朗 Ph.D.

発生エピジェネティクス研究チーム

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ゲノム三次元構造の時空間制御を包括的に理解し、ゲノムの設計原理に迫る

あらゆる生物の遺伝の本体であるゲノムDNAは、細胞核の中で三次元的に高度に折りたたまれています。ゲノムの三次元構造の制御を正しく理解することは、遺伝子発現をはじめ、様々なゲノム機能の基礎的な理解につながるので、生命科学全般にとって極めて重要ですが、未解明な問題が多く残されています。生き物を形づくる様々な細胞種に特異的なゲノム三次元構造はどのように形成・維持されているのでしょうか？そして、発生・分化・発達に伴って細胞の個性が変わるとゲノム三次元構造はどのように変化するのでしょうか？我々はゲノム三次元構造を良く反映することが知られているDNA複製制御を切り口に研究を展開しており、特に、独自に開発した１細胞全ゲノム解析技術であるscRepli-seq法と、ゲノム三次元構造の全ゲノム解析法Hi-Cなどの先端技術を上手く組み合わせて、マウス初期胚から培養細胞まで、様々な材料を用いて１細胞レベルで上記の難題に挑戦しています。

1細胞全ゲノムDNA複製解析（scRepli-seq）データ

研究テーマ

ゲノム三次元構造とDNA複製の発生動態解析
ゲノム三次元構造の制御機構の解析
ゲノム三次元構造解明に向けた1細胞解析技術の開発

主要論文

Miura H, Hiratani I.
Cell cycle dynamics and developmental dynamics of the 3D genome: toward linking the two timescales.
Current Opinion in Genetics & Development 73, 101898 (2022) doi: 10.1016/j.gde.2021.101898

Hada M, Miura H, Tanigawa A, et al.
Highly rigid H3.1/H3.2-H3K9me3 domains set a barrier for cell fate reprogramming in trophoblast stem cells.
Genes & Development 36, 84-102 (2022) doi: 10.1101/gad.348782.121

Connolly C, Takahashi S, Miura H, et al.
SAF-A promotes origin licensing and replication fork progression to ensure robust DNA replication.
Journal of Cell Science 135(2), jcs258991 (2022) doi: 10.1242/jcs.258991

Poonperm R, Hiratani I.
Formation of a multi-layered 3-dimensional structure of the heterochromatin compartment during early mammalian development.
Development, Growth & Differentiation 63(1), 5-17 (2021) doi: 10.1111/dgd.12709

Miura H, Takahashi S, Shibata T, et al.
Mapping replication timing domains genome wide in single mammalian cells with single-cell DNA replication sequencing.
Nature Protocols 15(12), 4058-4100 (2020) doi: 10.1038/s41596-020-0378-5

Kadota M, Nishimura O, Miura H, et al.
Multifaceted Hi-C benchmarking: what makes a difference in chromosome-scale genome scaffolding?
GigaScience 9(1), giz158 (2020) doi: 10.1093/gigascience/giz158

Abdalla MOA, Yamamoto T, Maehara K, et al.
The Eleanor ncRNAs activate the topological domain of the ESR1 locus to balance against apoptosis.
Nature Communications 10, 3778 (2019) doi: 10.1038/s41467-019-11378-4

Miura H, Takahashi S, Poonperm R, et al.
Single-cell DNA replication profiling identifies spatiotemporal developmental dynamics of chromosome organization.
Nature Genetics 51(9), 1356-1368 (2019) doi: 10.1038/s41588-019-0474-z

Hiratani I, Takahashi S.
DNA Replication Timing Enters the Single-Cell Era.
Genes 10(3), 221 (2019) doi: 10.3390/genes10030221

Takahashi S, Miura H, Shibata T, et al.
Genome-wide stability of the DNA replication program in single mammalian cells.
Nature Genetics 51(3), 529-540 (2019) doi: 10.1038/s41588-019-0347-5