生命医科学研究科
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機能ゲノム科学研究室

機能ゲノム科学研究室

概要

転写因子やエピジェネティック修飾などを通じて制御される遺伝情報発現機構、その結果作られる非コードRNAやタンパク質の役割、更には細胞が機能を果たすために必要な細胞内ネットワークなど、細胞内で起きている 分子レベルでの事象を網羅的・体系的に理解することを目指します。次世代シーケンサーを駆使したトランスクリプトーム・エピジェネティックマーク等の網羅的測定技術や、大量データを効率的に解析するゲノム情報的解析技術、遺伝子発現を人為的に操作する技術、等を駆使する他、これらの技術開発も行います。

スタッフ

大学院客員教授 CARNINCI, Piero(カルニンチ ピエロ)  KAKEN→
<略歴>
Obtained doctoral degree at the Univ. of Trieste in 1989, and joined RIKEN in 1995. He is a Director of the Division Genomics Technologies, CLST, RIKEN, and a visiting professor at YCU graduate school of medical life science from Apr. 2013.
<メッセージ>
Deciphering the function of the genome is a challenging field of biological research and medicine. We are keen to provide unique environment for students to be exposed to innovative approaches in genomics. Your experiences will become essential to pursue research in the next generation of the life science at the highest level.
大学院客員准教授  鈴木 貴紘(すずき たかひろ)  ResearchMap →
<略歴>
横浜市立大学大学院国際総合科学研究科 博士(理学)2009年 国立研究法人理化学研究所、特別研究員、研究員を経て現生命医科学研究センター、上級研究員
<メッセージ>
「遺伝子はどのように制御されているのか?」このシンプルだけど奥の深い疑問はいまだ全体像が解明されていません。我々は最先端の研究設備と研究技術・情報科学などを駆使してこの疑問を明らかとし、生物の仕組みや病気が起こるメカニズムの理解を目指しています。
 大学院客員研究員 高橋 葉月(たかはし はづき)
<略歴>
製薬系ベンチャー企業を経て、2008年に理化学研究所に入所。2018年に横浜市立大学大学院生命医科学研究科にて理学の博士(論文博士)を取得。現在は理化学研究所 生命医科学研究センター トランスクリプトーム研究チームにて、特別任期制研究員として就業中。
<メッセージ>
我々は、ゴミDNAのとして考えられてきたレトロトランスポゾン遺伝子の一部が、生体内で重要な役割を担っていることを発見しました。蛋白質に翻訳されない非コードRNAの中にはレトロトランスポゾンが多く発現していますが、未だその多くの機能がわかっていません。我々の研究室では、ゲノム解析から得られた情報にさらなる実験手法を組み合わせることで、レトロトランスポゾン遺伝子の機能を解明しています。 

研究内容

We are interested in the information encoded in the genome, functional genomics (transcriptome and epigenome), with aiming to understand the entire system across the genome, monitor the functional signature, and ultimately manipulate cells as intended. Our unique technologies in transcriptome (full-length cDNA to determine full structure of individual genes and CAGE to genome-wide quantify transcription initiation activity) have provided important baseline in genome annotation and decoded complex architecture of transcription in vertebrates. Our interdisciplinary approach ranges from technology development in genomics and molecular biology and information science so that we can fully utilize next generation sequencer, to cell biology, hacking the code of the genome in actually living cells. The laboratory is also engaged in the study of non-protein coding RNAs, which often reveal completely novel functions and mechanisms of action. We also aim to contribute the society by modifying/reprogramming cells and engineering lncRNAs for future therapies. Please contact us if you are willing to join our research activities


 私たちはゲノムにコードされている情報を理解するために、トランスクリプトームやエピゲノム解析等の機能ゲノミクスで研究を行っています。我々独自のトランスクリプトーム解析技術(遺伝子の全体構造を捕まえる完全長cDNA技術や、転写開始活性をゲノムワイドに定量化するCAGE法)は、ゲノムを理解する上での重要な基盤として、またゲノムからの転写開始様式を理解する上で重要な役割を果たしてきました。これら技術の活用や、新技術の開発を通じてゲノムがコードする分子システムやネットワークの全体像・機能的な特徴を理解したい、また究極的には細胞を思うがままに操作できないかと考えています。私たちの研究室ではゲノム科学・情報科学や分子生物学・細胞生物学等を様々に駆使した学際的なアプローチを通じ、近年様々な生物現象への関与が分かってきたノンコーディングRNAの新規機能の解析や医療への応用、細胞の分子メカニズムに基づくダイレクトリプログラミングなどの細胞機能操にチャレンジしています。生物現象を分子レベルで理解し操作することに興味のある皆さんと研究ができることを楽しみにしています。
Fig2. 転写制御ネットワークの再構築による単球のダイレクダイレクト・リプログラミング 

主要文献(Selected Publications)

‣Takahashi H, Sharma H, Carninci P. Cell Based Assays of SINEUP Non-coding RNAsThat Can Specifically Enhance mRNA Translation. J Vis Exp. 144(2019) PMID: 30774120
‣Suzuki T, Maeda S, Furuhata E, Shimizu Y, Nishimura H, Kishima M, Suzuki H. A screening system to identify transcription factors that induce binding site-directed DNA demethylation. Epigenetics Chromatin 10, 60 (2017) PMID: 29221486
‣Hon CC, Ramilowski JA, Harshbarger J, Bertin N, Rackham OJ, Gough J, Denisenko E, Schmeier S, Poulsen TM, Severin J, Lizio M, Kawaji H, et al. An atlas of human long non-coding RNAs with accurate 5' ends. Nature 543, 199-204 (2017) PMID: 28241135
‣Kashi K. Henderson L, Bonetti A, Carninci P. Discovery and functional analysis of lncRNAs: Methodologies to investigate an uncharacterized transcriptome. Biochim Biophys Acta. 1859, 3-15 (2016) PMID: 26477492
‣Arner E, Daub CO, Vitting-Seerup K, Andersson R, Lilje B, et al. Transcribed enhancers lead waves of coordinated transcription in transitioning mammalian cells. Science 347, 1010-1014 (2015) PMID: 25678556
‣Forrest ARR, Kawaji H, Rehli M, Baillie JK, de Hoon MJL, Haberle V, Lassmann T, Kulakovskiy IV, Lizio M, Itoh M, et al. A promoter level mammalian expression atlas. Nature 507 , 462-470(2014) PMID:24670764
‣Andersson R, Gebhard C, Miguel-Escalada I, Hoof I, Bornholdt J, et al. An atlas of active enhancers across human cell types and tissues. Nature 507, 455-461 (2014) PMID:24670763

研究部門