山本 拓也

研究概要

遺伝子発現制御機構を包括的に理解するためには、染色体高次構造制御、エピジェネティック制御、転写制御、転写後修飾制御、翻訳制御といった多階層にわたる制御レベルでの解析が必要です(図１)。さらに、統合的な解析を通してさまざまな制御レベル間の関連性を明らかにし、細胞内でのDNA-RNA制御ネットワークを解明することも重要です。

私たちの研究室では、分子生物学、生化学、細胞生物学、遺伝学、網羅的解析技術、バイオインフォマティクス等を駆使しながら、DNA配列から遺伝情報を読み出し、タンパク質合成に至る一連の制御機構の全体像を捉えるシステムを構築し、種差表出機構に繋がるDNA-RNA制御機構の解明を目指しています。特に、体細胞初期化過程、細胞分化過程、個体老化過程等を対象実験系として用い、細胞が自身の運命を変換させる過程おける分子制御機構に関する研究を行なっています。

図１.　多階層網羅的解析による統合的遺伝子発現制御機構の解明
本主任研究者は、「単一細胞ゲノム情報解析コア」も担当し、世界最先端のゲノムワイドな網羅的計測手法、解析技術を導入することによって、単一細胞レベルでの解析を可能にする多くの新技術の開発に取り組みながら、拠点の研究推進をサポートします。

論文

Shibata, H., Komura, S., Yamada, Y., Sankoda, N., Tanaka, A., Ukai, T., Kabata, M., Sakurai, S., Kuze, B., Woltjen, K., Haga, H., Ito, Y., Kawaguchi, Y., Yamamoto, T. and Yamada, Y. In vivo reprogramming drives Kras-induced cancer development. Nature Communications 9, 2081 (2018)

Ikeda, H., Sone, M., Yamanaka, S. and Yamamoto T. Structural and spatial chromatin features at developmental gene loci in human pluripotent stem cells. Nature Communications 8, 1616(2017)

Yagi, M., Kishigami, S., Tanaka, A., Semi, K., Mizutani, E., Wakayama, S., Wakayama, T., *Yamamoto, T. and *Yamada, Y. Derivation of ground-state female ES cells maintaining gamete-derived DNA methylation. Nature 548, 224-227 (2017) *Co-correspondence

Sone, M., Morone, N., Nakamura, T., Tanaka, A., Okita, K., Woltjen, K., Nakagawa, M., Heuser, JE., Yamada, Y., Yamanaka, S. and Yamamoto, T. Hybrid Cellular Metabolism Coordinated by Zic3 and Esrrb Synergistically Enhances Induction of Naive Pluripotency. Cell Metabolism 25, 1103-1117 (2017)

Nakamura, T., Okamoto, I., Sasaki, K., Yabuta, Y., Iwatani, C., Tsuchiya, H., Seita, Y., Nakamura, S., Yamamoto, T. and Saitou, M. A developmental coordinate of pluripotency among mice, monkeys, and humans. Nature 537, 57-62 (2016)