国立研究開発法人 国立成育医療研究センター National Center for Child Health and Development

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システム発生・再生医学研究部

研究部紹介

遺伝子発現データベースの構築や新規の研究システムの開発、ゲノム情報を利用した解析により、個体発生や細胞分化、組織が構成される際のメカニズムを分子レベルで明らかにし、成育疾患の原因解明へと応用していきます。また、研究成果をもとに疾患モデルマウスを開発していきます。
これまでの研究で、遺伝子が、必要な時期に必要な量を発現しなかった場合に発症する疾患が多数報告されています。正常な胎児の発生や、小児の発育に必要な遺伝子の発現状態と機能を明らかにすることは、成育疾患の原因究明には必要不可欠です。
当部は遺伝子発現の正常な状態を明らかにするとともに、その状態の破綻としての病態の解明を目指します。胎児での解析が可能なマウスをモデルとして用いて、発生学、遺伝学、ゲノム生物学、分子生物学、発生工学に基づいた手法により研究を進めています。現在は主に生殖腺形成(性決定、性分化)、エピジェネティクス、マイクロRNA、ゲノム編集技術について研究しています。


研究内容

  1. 新規の遺伝子発現データベースの構築
    胎児の組織が形作られるときの分子メカニズムを理解することは、組織の形成不全や胎児期に由来する成育疾患を理解するために必要不可欠です。そのため、各組織を形作るのに必要な遺伝子の同定を目指して新規遺伝子発現データベースを作製しています。
  2. ハイスループット遺伝子発現解析
    胎児の各組織で特異的に発現する遺伝子の発現制御のメカニズムを明らかにするため、多数の遺伝子を細胞に一つずつ強制発現させ、各遺伝子の機能の解析を行っています。この解析のための手法を自動化することにより、ハイスループットな研究が可能になっています。
  3. ゲノム科学からの成育疾患の原因解明
    ゲノム配列の中で機能が分かっている部分は一部に過ぎません。機能が不明なゲノムの領域に存在し、成育疾患に関与する配列の同定とゲノムの機能の解析を行っています。この研究により、これまで原因が分からなかった成育疾患の原因の同定や、病態解明を目指しています。
  4. 迅速遺伝子破壊マウス作製法による疾患モデルマウスの作製
    近年開発されたゲノム編集法を応用することにより、短時間に遺伝子破壊マウスを作製し、多数の疾患モデルマウスを作ることを目指しています。また、ゲノム編集法を応用した研究手法の開発やさらに高効率な遺伝子破壊マウスの作製法の開発も行っています。
  5. 次世代シークエンサを用いた変異解析
    バイオインフォマティクスを駆使した変異解析を行い、成育疾患の原因探索、また再生医学に用いられる細胞の変異検出等を行っています。

○研究部問い合わせ窓口

高田 修治
高田修治のメールアドレスの画像

スタッフ

システム発生・再生医学研究部

組織工学研究室

ゲノム機能研究室

部室員

  • 原 聡史(研究員)
  • 寺尾 美穂(研究員)

業績

2015

Matsubara Y#, Kato T#,Kashimada K, Tanaka H, Zhi Z, Ichinose S, Mizutani S, Morio T, Chiba T, Ito Y,Saga Y, Takada S*, Asahara H*: TALEN-mediated genedisruption on Y chromosome reveals critical role of EIF2S3Y in mousespermatogenesis. Stem Cells andDevelopment 2015 (in press)(#equalfirst authors; *co-corresponding authors)
Miyata K, Miyata T, Nakabayashi K, Okamura K, Naito M,Kawai T, Takada S, Kato K, Miyamoto S, Hata K, Asahara H: DNA methylationanalysis of human myoblasts during in vitro myogenic differentiation: de novomethylation of promoters of muscle-related genes and its involvement intranscriptional down-regulation. Human Molecular Genetics, in press
Otabe K, Nakahara H, Hasegawa A, Matsukawa T, Ayabe F,Onizuka N, Inui M, Takada S, Ito Y, Sekiya I, Muneta T, Lotz M, Asahara H:Transcription factor Mohawk controls tenogenic differentiation of bone marrow mesenchymalstem cells in vitro and in vivo. Journal of Orthopaedic Research, in press

2014

Inui M, Miyado M, Igarashi M, Tamano M, Kubo A, YamashitaS, Asahara H, Fukami M, Takada S: Rapid generation of mouse models with definedpoint mutations by the CRISPR/Cas9 system. Scientific Reports 4:5396 (2014).
Onizuka N, Ito Y, Inagawa M, Nakahara H, Takada S, LotzM, Toyama Y, Asahara H: The Mohawk homeobox transcription factor regulates thedifferentiation of tendons and volar plates. Journal of Orthopaedic Science19(1):172-180 (2014).
Matsubara Y, Chiba T, Kashimada K, Morio T, Takada S,Mizutani S, Asahara H: Transcription activator-like effector nuclease-mediatedtransduction of exogenous gene into IL2RG locus. Scientific Reports 4:5043(2014).
Fukawatase Y, Toyoda M, Okamura K, Nakamura K,Nakabayashi K, Takada S, Yamazaki-Inoue M, Masuda A, Nasu M, Hata K, Hanaoka K,Higuchi A, Takubo K, Umezawa A: Ataxia telangiectasia derived iPS cells showpreserved x-ray sensitivity and decreased chromosomal instability. ScientificReports 4:5421 (2014).
Miyata K, Yotsumoto F, Nam SO, Odawara T, Manabe S,Ishikawa T, ItamochiH, Kigawa J, TakadaS, Asahara H, Kuroki M, Miyamoto S:Contribution of transcription factor, SP1, to the promotion of HB-EGFexpression in defense mechanism against the treatment of irinotecan in ovarianclear cell carcinoma. Cancer Medicine 3(5):1159-1169 (2014).
Nagata E, Kano H, Kato F, Yamaguchi R, Nakashima S,Takayama S, Kosaki R, Tonoki H, Mizuno S, Watanabe S, Yoshiura K, Kosho T,Hasegawa T, Kimizuka M, Suzuki A, Shimizu K, Ohashi H, Haga N, Numabe H, HoriiE, Nagai T, Yoshihashi H, Nishimura G, Toda T, Takada S, Yokoyama S, Asahara H,Sano S, Fukami M, Ikegawa S, Ogata T:Japanese founderduplications/triplications involving BHLHA9 are associated with split-hand/footmalformation with or without long bone deficiency and Gollop-Wolfgang complex.Orphanet Journal of Rare Diseases 9:125 (2014).
Torii T, Miyamoto Y, Takada S, Tsumura H, Arai M,Nakamura K, Ohbuchi K, Yamamoto M, Tanoue A, Yamauchi J: In vivo knockdown ofErbB3 in mice inhibits Schwann cell precursor migration. Biochemical andBiophysical Research Communications, 452(3):782-788 (2014).

2013

Takada S, Sato T, Ito Y, Yamashita S, Kato T, Kawasumi M,Kanai-Azuma M, Igarashi A, Tamano M, Asahara H: Targeted gene deletion of miRNAs in mice by TALEN system.PLoS One 8(10):e76004 (2013).
Kato T, Miyata K, Sonobe M, Yamashita S, Tamano M, MiuraK, Kanai Y, Miyamoto S, Sakuma T, Yamamoto T, Inui M, Kikusui T, Asahara H,Takada S: Production of Sry knockout mouse using TALEN via oocyte injection.Scientific Reports 3:3136 (2013).
Rakoczy J, Fernandez-Valverde SL, Glazov EA, WainwrightEN, Sato T, Takada S, Combes AN, Korbie DJ, Miller D, Grimmond SM, Little MH,Asahara H, Mattick JS, Taft RJ, Wilhelm D: MicroRNAs-140-5p/140-3p modulateLeydig cell numbers in the developing mouse testis. Biology of Reproduction88(6):143 (2013).
Shimizu H, Kubo A, Uchibe K, Hashimoto M, Yokoyama S,Takada S, Mitsuoka K, Asahara H: The AERO system: a 3D-like approach for recording geneexpression patterns in the whole mouse embryo. PLoS One 8(10):e75754 (2013).

2012

Fukami M#, Tsuchiya T#, Takada S#,Kanbara A, AsaharaH, Igarashi A, Kamiyama Y, NishimuraG, Ogata T: Complex genomicrearrangement in the SOX9 5' region in a patient with Pierre Robin sequence andhypoplastic left scapula. American Journal of Medical Genetics. Part A 158A(7):1529-1534(2012). (#equal first authors)
Yamashita S, Miyaki S, Kato Y,Yokoyama S, Sato T, Barrionuevo F, Akiyama H, Scherer G, Takada S, Asahara H:L-Sox5 and Sox6 proteins enhance chondrogenic miR-140 microRNA expression bystrengthening dimeric Sox9 activity. The Journal of Biological Chemistry287(26):22206-22215 (2012)."