研究分野の概略

私たちの研究室では、細胞の記憶装置であるエピジェネティクスが、個体の記憶装置である脳で果たす役割の解明に取り組んでいます。この研究は加齢やストレス、精神疾患などによる脳の機能変化のメカニズムの理解に寄与することが期待されます。

研究内容の紹介

エピジェネティクス解析から脳の作用原理を理解する

私たちの遺伝情報はゲノムDNAに書き込まれています。哺乳類では30億塩基対もあるDNAの中から必要な遺伝情報を適切に読み取るために、私たちの細胞の中では特別な仕組みが働いており、この1つがエピジェネティクスによる制御です。このエピジェネティクス制御では、DNAやDNAがまきつくヒストンなどに施されるメチル化やアセチル化といった化学修飾がいわば「しおり」として機能し、その細胞で必要な遺伝子のみが読み取られ発現する基盤のメカニズムとなっています。

このエピジェネティクスによる「しおり」は、細胞が過去に受けた刺激や経験に応じて付与されます。すなわち、エピジェネティクスは細胞の記憶装置として機能します。では、細胞の記憶装置であるエピジェネティクスは、個体の記憶装置である脳においてどのような役割を果たしているのでしょうか？

私たちの研究室では、最新のゲノム解析に必要な生化学、分子生物学、バイオインフォマティクス技術と、脳機能の解析に必要な遺伝学、神経科学技術を組み合わせることにより、エピジェネティクス解析から脳の不思議を理解することに取り組んでいます。そしてこの研究の将来には、加齢やストレス、精神疾患などによる脳機能の変化が理解できる世界を目指しています。

エピジェネティクスは、「しおり」として細胞の「過去」を記憶し、遺伝子発現制御を通じて細胞の「現在」をつかさどり、そしてこれから発現できる遺伝子群を規定することで細胞の「未来」を制御します。私たちは、このエピジェネティクスが脳の中で果たす未知の役割を発見すべく研究を行っています。

最近の研究成果

ニューロンの核は老化するとシワシワになり、かたくなる　――脳の加齢に伴ってニューロン核のダイナミクスが低下する――

論文一覧

  1. Kishi Y*, Gotoh Y. (2021) Isolation of genetically manipulated neural progenitors and immature neurons from embryonic mouse neocortex by FACS. STAR protocol 2:100540
  2. Eto H and Kishi Y*. (2021) Brain regionalization by Polycomb-group proteins and chromatin accessibility. BioEssays 43(11):e2100155
  3. Eto H†, Kishi Y†*, Yakushiji-Kaminatsui N, Sugishita H, Utsunomiya S, Koseki H, Gotoh Y*. (2020) The Polycomb group protein Ring1 regulates dorsoventral patterning of the mouse telencephalon. Nature Communications 11:5709
  4. Nagahama K, Sakoori K, Watanabe T, Kishi Y, Kawaji K, Koebis M, Nakao K, Gotoh Y, Aiba A, Uesaka N*, Kano M*. (2020) Setd1a Insufficiency in Mice Attenuates Excitatory Synaptic Function and Recapitulates Schizophrenia-related behavioral abnormalities. Cell Reports 15;32(11):108126
  5. Nakagawa T, Wada Y, Katada S*, Kishi Y*. (2020) Epigenetic regulation for acquiring glial identity by neural stem cells during cortical development. GLIA 68(8):1554
  6. Sakai H†, Fujii Y†, Kuwayama N, Kawaji K, Gotoh Y*, Kishi Y†*. (2019) Plag1 regulates neuronal gene expression and neuronal differentiation of neocortical neural progenitor cells. Genes to Cells 24(10):650-666
  7. Tsuboi M†, Kishi Y†*, Kyozuka W, Koseki H, Hirabayashi Y, Gotoh Y*. (2018) Ubiquitination-independent repression of PRC1 targets during neuronal fate restriction in the developing mouse neocortex. Developmental cell 47:758–772
  8. Kishi Y*, Gotoh Y. (2018) Regulation of Chromatin Structure During Neural Development. Frontiers in Neuroscience 12:874
  9. Fujii Y, Kishi Y, Gotoh Y*. (2013) IMP2 regulates differentiation potentials of mouse neocortical neural precursor cells. Genes to Cells 18(2):79-89
  10. Kishi Y, Fujii Y, Hirabayashi Y, Gotoh Y*. (2012) HMGA regulates the global chromatin state and neurogenic potential in neocortical precursor cells. Nature Neuroscience 15:1127-1133
岸　雄介　准教授
KISHI Yusuke
博士（工学）
薬学系研究科
デフォルト画像
メルベ　ビルギーチ　助教
Merve Bilgic
博士（生命科学）