砂留 一範

骨格筋の成長と恒常性を支える仕組みを、空間情報を保持したトランスクリプトーム解析により明らかにする

細胞の種類や状態は、細胞内で発現する遺伝子によって規定されます。遺伝子の発現プロファイルを1細胞レベルで知る事は重要ですが、一般的な単一細胞解析法は、サンプル調整の段階で細胞を組織から単離する必要があるために、細胞のもつ形や位置などの情報が失われてしまいます。私はin situ sequencingなどの空間情報を保持したトランスクリプトーム解析法を用いて、細胞の性質を高次構造体の中で解析し、それをヒト生物学の理解につなげようとしています。

私が研究の主な対象としているのは、骨格筋です。骨格筋は重量にして私達の体の3分の1ほどを占め、運動やエネルギー消費の中心となる組織です。骨格筋は筋繊維と呼ばれる巨大な筋細胞と、それを取り囲む筋幹細胞が束上に集まった構造体です。私は筋繊維や他の細胞が作り出す環境の中で、筋幹細胞がどのように骨格筋の再生能を維持しているのかに興味を持っています。また筋繊維やそれを支配する運動ニューロンはヒトで数十cmにも達する細胞ですが、このような巨大な細胞でどのように転写産物が必要な場所に局在し翻訳されているのかについて興味を持っています。これらの現象には他の哺乳類との共通項もある一方で、複雑化した選択的スプライシングなどヒトに特徴的な遺伝子制御機構を考慮すれば、ヒト独自のシステムが存在すると考えられます。私はiPS細胞を用いてヒトのシステムを解析する実験系を立て、in situ sequencingを使って細胞間の位置関係や細胞の極性を保持しつつ網羅的な発現解析を行い、これらの問題において重要な生命現象を見つけたいと思っています。

図１. in situでのトランスクリプトーム解析

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Kaucka M., Petersen J., Tesarova M., Szarowska B., Kastriti M.E., Xie M., Kicheva A., Annusver K., Kasper M., Symmons O., Pan L., Spitz F., Kaiser J., Hovorakova M., Zikmund T., Sunadome K., Matise M.P., Wang H., Marklund U., Abdo H., Ernfors P., Maire P., Wurmser M., Chagin A.S., Fried K., Adameyko I. (2018). Signals from the brain and olfactory epithelium control shaping of the mammalian nasal capsule cartilage. Elife 7.

Furlan A., Dyachuk V., Kastriti M.E., Calvo-Enrique L., Abdo H., Hadjab S., Chontorotzea T., Akkuratova N., Usoskin D., Kamenev D., Petersen J., Sunadome K., Memic F., Marklund U., Fried K., Topilko P., Lallemend F., Kharchenko P.V., Ernfors P., Adameyko I. (2017). Multipotent peripheral glial cells generate neuroendocrine cells of the adrenal medulla. Science 357.

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研究グループ

着任日

2020年2月1日