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HOME WORKS PUBLICATIONS MEMBER ABOUT US   Next generation sequencer gene analysis... Ultra-thin section (TEM sample) Next generation sequencer gene analysis... Mounting sample for SEM... Next generation sequencer gene analysis... Super-resolution microscope observation... Ultra micotome... Transmission electron microscope observation... Next generation sequencer gene analysis... Making sample for sorting... Time lapse observation (BZ-9000) SEM sample... Scanning electron microscope observation... Next generation sequencer gene analysis... News 精巣を用いた成体型幹細胞研究のメリット エピジェネティクス・チェックポイントの発見 Stem Cell Pool説 ゲノム修飾の次世代シークエンサーを用いた解析 精巣を用いた成体型幹細胞研究のメリット 精巣の細胞は分裂しても細胞間橋で繋がっており、繋がっている細胞の数を数えることにより、最初の１個目の幹細胞からの分裂回数を簡単に知ることができるのが最大の特徴です。また、体外での幹細胞の長期培養、幹細胞活性を測定するための精細管移植法なども樹立されており、組織学的検索も完成されており、様々な解析手法からアプローチできる細胞系譜です。これらのメリットを生かして研究を行っています。他の教室であまり行われていない手法として、電子顕微鏡、超解像顕微鏡を用いて超解像度の解析も行っています。    エピジェネティクス・チェックポイントの発見 私どもは、精巣の幹細胞が体細胞分裂を行いながら細胞数を増幅しているステップで、かつ、幹細胞活性を失う時期に一致して、DNAメチル化酵素の発現やH3K9me2に代表される抑制性ヒストン修飾など、大きなゲノム修飾の変化が同時に起こる変換点（エピジェネティック・チェックポイントと名付けました。）を見出しました。さらに維持DNAメチル化を障害させるためにUHRF1(Np95)のノックアウトマウスの精巣を解析したところチェックポイントまでの細胞は障害無く生存し、チェックポイント以降の細胞は消失していました。これらの研究は、ゲノム修飾酵素のノックアウトマウスを中心に、レーザー共焦点顕微鏡を用いた蛍光免疫染色にて、核内の構造、核内蛋白の位置取りを詳細に解析し、さらにセルソーターを用いて高度に純化した精巣の幹細胞、前駆細胞分画を用いた分子生物学的解析の結果明らかとなりました。このチェックポイントは、これまで40年以上信じられていた最初の一個のみが幹細胞であるという定説の場所よりもっと後の分裂段階であり、本当の幹細胞活性喪失時期は、このチェックポイントにあるのではないか、と考えています。    Stem Cell Pool説 私達は、このチェックポイントに至る前の細胞群はゲノム修飾の視点からほぼ均一な集団ではないかと考え、Stem cell pool説を提唱しています。実際、幹細胞特異的分子は最初の一個の細胞だけでなく、数回分裂した後まで発現しているものがほとんどですし、２個や４個の細胞の鎖がちぎれることも証明されており、チェックポイントまで幹細胞活性を維持している可能性が高いと思われます。さらにこのチェックポイントでのゲノム修飾を人為的に変化させることにより、幹細胞分化が制御できないか挑戦しています。     ゲノム修飾の次世代シークエンサーを用いた解析 私どもの見つけたゲノム修飾の変換点において、具体的にゲノムのどの領域がDNAメチル化、DNAハイドロキシメチル化、ヒストンメチル化などの修飾を受けるのか，次世代シークエンサーを用いて明らかにしつつあります。そして、Bisulfite法をベースとした１塩基対レベルでのDNAメチル化解析や、ChIP sequence法を用いたゲノム修飾の変化を通して、これまで観察してきた幹細胞や前駆細胞の核の形態の特徴や、RNA sequenceによる遺伝子発現パターンの差にどのような意味を与えているのか、それが幹細胞分化に具体的にどのような分子機構で影響を与えているのかを明らかにしていっています。     1, Mechanisms of male germline development from the stem cells towards the early embryonic level –understanding the part of the totipotent cycle. 2, Proteinase inhibitor for a lung disease model 3, Actively using advanced technologies Mechanisms of male germline development from the stem cells towards the early embryonic level –understanding the part of the totipotent cycle. Gametes, sperm and egg, are highly specialized and differentiated cells. However, through the unique event ‘fertilization’, they acquire new potency. A fertilized egg has totipotency, whereby individual cells transit to multipotent cells which, in the future, give rise to embryo proper and extraembryonic tissues. Germ cells, after being specified and become distinguishable from somatic cells, are accompanied by a number of epigenetic reprograming events towards the final gamete formation. Then, a sperm and an egg meet again to form a fertilized egg, a totipotent cell.  Our team is studying the molecular mechanisms through which mammalian male germ cells differentiate to produce mature spermatozoa. Mouse male gametogenesis is supported by self-renewal and differentiation of spermatogonial stem cells (SSCs), which form syncytia connected by inter-cellular bridges due to incomplete division. Previous studies have identified many genes involved in SSC maintenance and differentiation, but the regulation of these genes is complex and much remains to be unanswered. We have been particularly interested in how epigenetic machineries regulate SSC maintenance and differentiation. We have found the presence of an ‘epigenetic checkpoint’ during SSC differentiation: expression levels of representative epigenetic modifiers such as DNA methyltransferases and patterns of H3K9me2/3 change dynamically when spermatogonia start to express c-Kit, a differentiating spermatogonial marker. This finding led us to hypothesize that the c-Kit-negative spermatogonia may constitute a pool of stem cells, and this may be one of the key phenomena required for SSC differentiation (Development 2013 140(17):3565-76. doi: 10.1242/dev.094045). Among a number of epigenetic modifiers, we found that Kmt2b, a histone H3K4 methyltransferase, is one of the enzymes required for SSCs to differentiate – Kmt2b knockout leads to a blockade of SSC differentiation towards the c-Kit-positive spermatogonia in mice. Furthermore, Kmt2b primes the SSC epigenome by monovalent and bivalent chromatin for spermiogenesis and embryonic development (Development 2018 145:dev169102. doi: 10.1242/dev.169102).    Proteinase inhibitor for a lung disease model We recently identified a proteinase inhibitor which is expressed in undifferentiated cell populations of various adult tissues. We generated knock-out mice of this gene and found that the mice die due to respiratory distress with atelectasis. We are currently analyzing the pathogenesis of respiratory distress and observing other phenotypes in adult mice.    Actively using advanced technologies We are actively using advanced technologies including super-resolution microscopy (STED), electron microscopy (TEM and SEM), next-generation sequencing (RNA-seq, ChIP-seq, BS-seq & single-cell multiomics) and bioinformatics to obtain high-resolution data to understand how different epigenetic and transcriptomic features give rise to germline or lung development.    2012/09/21 【WORKS】SmartDesignのCreative Works活動情報を更新しました。掲載内容は詳細よりご確認ください。info >> 2012/09/21 【INFO】映像芸術祭 企業広告の部に映像作品を応募し入賞いたしました。掲載内容は詳細よりご確認ください。info >> 2012/09/21 【MEMBER】MEMBERページ 小林 陽子のプロフィールを更新しました。掲載内容は詳細よりご確認ください。info >> {"blogs":[],"articleType":"0","limit_article_num":"","article_disp_offset":"0","article_disp_offset_num":"","article_new_offset":"0","article_new_offset_num":""} [%article_date_notime_dot%] [%new:New%] [%title%] Clinical Epigenetics 13, Article number: 132 (2021) Oxygen concentration affects de novo DNA methylation and transcription in in vitro cultured oocytes.Florence Naillat, Heba Saadeh, Joanna Nowacka-Woszuk, Lenka Gahurova, Fatima Santos, Shin-ichi Tomizawa & Gavin Kelsey. Development (2021) 148, dev194605. Maintenance DNA methylation in pre-meiotic germ cells regulates meiotic prophase by facilitating homologous chromosome pairing.Takada Y, Yaman-Deveci R, Shirakawa T, Shari J, Tomizawa S, Miura F, Ito T, Ono M, Nakajima K, Koseki Y, Shiotani F, Ishiguro K, Ohbo K, Koseki H. Development (2021) 148 (8): dev196212. Tsga8 is required for spermatid morphogenesis and male fertility in mice.Kobayashi Y, Tomizawa S, Ono M, Kuroha K, Minamizawa K, Natsume K, Dizdarević S, Dočkal I, Tanaka H, Kawagoe T, Seki M, Suzuki Y, Ogonuki N, Inoue K, Matoba S, Anastassiadis K, Mizuki N, Ogura A, Ohbo K. Dis Model Mech (2019) 12 (11): dmm040139. Lack of whey acidic protein four disulphide core (WFDC) 2 protease inhibitor causes neonatal death from respiratory failure in mice.Nakajima K, Ono M, Radović U, Dizdarević S, Tomizawa SI, Kuroha K, Nagamatsu G, Hoshi I, Matsunaga R, Shirakawa T, Kurosawa T, Miyazaki Y, Seki M, Suzuki Y, Koseki H, Nakamura M, Suda T, Ohbo K. Development 145 (2018) Kmt2b conveys monovalent and bivalent H3K4me3 in spermatogonial stem cells at germline and embryonic promoters.Tomizawa S, Kobayashi Y, Shirakawa T, Watanabe K, Mizoguchi K, Hoshi I, Nakajima K, Nakabayashi J, Singh S, Dahl A, Alexopoulou D, Seki M, Suzuki Y, Royo H, Peters AHFM, Anastassiadis K, Stewart AF, Ohbo K Mol Cell Biol. 37(19): e00082-17 (2017) EPC1/TIP60-Mediated Histone Acetylation Facilitates Spermiogenesis in Mice.Dong Y, Isono KI, Ohbo K, Endo TA, Ohara O, Maekawa M, Toyama Y, Ito C, Toshimori K, Helin K, Ogonuki N, Inoue K, Ogura A, Yamagata K, Kitabayashi I, Koseki H. Epigenetics & Chromatin 10: 25-44 (2017) Transcription and chromatin determinants of de novo DNA methylation timing in oocytesGahurova L*, Tomizawa S*, Smallwood SA, Stewart-Morgan KR, Saadeh H, Kim J, Andrews S, Chen T, Kelsey G *Contributed equally GENES & DEVELOPMENT 29(23):2449-2462 (2015) Dynamic changes in histone modifications precede de novo DNA methylation in oocytesKathleen R. Stewart, Lenka Veselovska, Jeesun Kim, Jiahao Huang, Heba Saadeh, Shin-ichi Tomizawa, Sébastien A. Smallwood, Taiping Chen, and Gavin Kelsey Genome Biology 16: 209-215 (2015) Deep sequencing and de novo assembly of the mouse oocyte transcriptome define the contribution of transcription to the DNA methylation landscape.Lenka Veselovska, Sebastien A. Smallwood, ... Shin-ichi Tomizawa4, Simon Andrews and Gavin Kelsey* BioMol Concepts 6(1): 1–9 2015 Epigenetic regulation in stem cell development, cell fate conversion, and reprogramming.Kazuyuki Ohbo and Shin-ichi Tomizawa BMC Genomics 16:624-40 2015 DNA methylation and gene expression dynamics during spermatogonial stem cell differentiation in the early postnatal mouse testis.Naoki Kubo, ……., Takayuki Shirakawa, Hidetoshi Sone, Yasuyuki Sato, Shin-ichi Tomizawa, Kazuyuki Ohbo Biological Research. 48:48-62 2015 Inhibition of Rho-associated kinases disturbs the collective cell migration of stratified TE-10 cells.Taro Mikami, Keiichiro Yoshida, Hajime Sawada, Michiyo Esaki, Kazunori Yasumura and Michio Ono Dev Cell., 34: 1-12 2015 The RNA binding protein Nanos2 organizes a post-transcriptional buffering system to retain primitive state of mouse spermatogonial stem cells.Zhou, Z., Shirakawa, T., Ohbo, K., Sada, A., Wu, Q., Hasegawa, K., Saba, R. and Saga, Y. Curr. Pathobiol. Rep., 2:1-9 2014 Stem Cell Epigenetics: Insights from Studies on Embryonic, Induced Pluripotent, and Germline Stem Cells.Shin-ichi Tomizawa, Takayuki Shirakawa, Kazuyuki Ohbo Development, 140:3565-3576. 2013 An epigenetic checkpoint controls the transition from a stem cell pool to a progenitor cell state in mouse male germ cells.Shirakawa T., Yaman-Deveci R., Tomizawa S., Kamizato Y., Nakajima K., at.,al. Cell Biochem. Func 30(1), 33-40 2012 Plasmodium induced by SU6656, an Src family kinase inhibitor, is accompanied by a contractile ring defect.Yoshida K, Ono M, Bito H, Mikami T, Sawada H The International journal of developmental biology 56 867-875 2012 DNA methylation establishment during oocyte growth: mechanisms and significance.Tomizawa S, Nowacka-Woszuk J, Kelsey G Nature genetics 43 811-814 2011 Dynamic CpG island methylation landscape in oocytes and preimplantation embryos.Smallwood SA, Tomizawa S, Krueger F, Ruf N, Carli N, Segonds-Pichon A, Sato S, Hata K, Andrews SR, Kelsey G Development, 138:4207-4217. 2011 HP1γ links histone methylation marks to meiotic synapsis in mice.Takada Y., Naruse C., Costa Y., Shirakawa S., Tachibana M., Sharif J., Kezuka-Shiotani F., Kakiuchi D., Masumoto H., Shinkai Y., Ohbo K., Peters A. H.F.M., Turner J. M.A., Asano M. and Koseki K. Development 138 811-820 2011 Dynamic stage-specific changes in imprinted differentially methylated regions during early mammalian development and prevalence of non-CpG methylation in oocytes.Tomizawa S, Kobayashi H, Watanabe T, Andrews S, Hata K, Kelsey G, Sasaki H Science 332 848-852 2011. Role for piRNAs and noncoding RNA in de novo DNA methylation of the imprinted mouse Rasgrf1 locus.Watanabe T, Tomizawa S, Mitsuya K, Totoki Y, Yamamoto Y, Kuramochi-Miyagawa S, Iida N, Hoki Y, Murphy PJ, Toyoda A, Gotoh K, Hiura H, Arima T, Fujiyama A, Sado T, Shibata T, Nakano T, Lin H, Ichiyanagi K, Soloway PD, Sasaki H Epigenetics & Chromatin 2:5, 2009. The histone3 lysine 4 methyltransferase, Mll2, is only required briefly in development and spermatogenesis.Glaser S., Lubitz S., Loveland KL., Ohbo K., Robb L., Schwenk F., Seibler J., Roellig D, Kranz A., Anastassiadis K. and Stewart AF. Mol Cell Biol. 26:8498-506. 2006. A CTX family cell adhesion molecule, JAM4, is expressed in stem cell and progenitor cell populations of both male germ cell and hematopoietic cell lineages.Nagamatsu G, Ohmura M, Mizukami T, Hamaguchi I, Hirabayashi S, Yoshida S, Hata Y, Suda T, and Ohbo K. Development, 133:1495-1505. 2006. The first round of mouse spermatogenesis lacks the stem cell stage.Yoshida S, Sukeno, M, Nakagawa T, Ohbo K, Nagamatsu G, Suda T. and Nabeshima Y-I. 大保 和之 教授 富澤 信一 講師 尾野 道男 助教 黒羽 一誠 助教 大保 和之 教授 富澤 信一 講師 尾野 道男 助教 黒羽 一誠 助教 中島 久仁子 技術員 星　郁栄 技術員 小林 裕貴 博士課程５年 南澤 恵佑 博士課程３年 林　亜葵 博士課程１年 Ivana Dockal 修士課程２年 Monika Šafhauzer 修士課程１年 藤澤 賢太郎 学部４年：リサクラ -> 夏目 幸治 修士卒業 -> 溝口 敬太 修士卒業 -> Uros Radvic 修士卒業 -> Selma Dizdarevic 修士卒業 -> 前川 友紀 卒業 -> 星　美希 医学部生 精巣の細胞は体外での幹細胞の長期培養、幹細胞活性を測定するための精細管移植法なども樹立されており、組織学的検索も完成されており、様々な解析手法からアプローチできる細胞系譜です。これらのメリットを生かして研究を行っています。他の教室であまり行われていない手法として、電子顕微鏡、超解像顕微鏡を用いて超解像度の解析も行っています。 ゲノム修飾（エピジェネティクス）による幹細胞の運命決定制御機構の解析 幹細胞の増殖制御とニッチ形成機構の解明 肺上皮障害の発症機構の解析  研究室見学、大学院入学など、当研究室に関するお問い合わせは以下までお気軽にご連絡下さい。→大学院希望者の方へContact us / お問い合わせ：  Tel : 045-787-2567　　Fax : 045-787-2568 mail : [email protected] page: http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/~finemorp アウトライン 教室名 横浜市立大学医学部組織学 住所 横浜市金沢区福浦３−９ 教授 大保 和之 専門 解剖学、組織学、エピジェネティクス、生殖細胞、細胞生物学など 技術 電子顕微鏡、超解像度顕微鏡、遺伝子解析など 教室員 教員４名、職員等４名 PAGETOP WORKS グラフィック PUBLICATION スローガン MEMBER 大保 和之 富澤 信一 尾野 道男 黒羽 一誠 ABOUT US 教室概要 blog Copyright © 2019,2020,2021. 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