Epigenetic regulation of DNA damage and repair

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5-hydroxymethylcytosine (5hmC) is a DNA base created during active DNA demethylation by the recently discovered TET enzymes. 5hmC has essential roles in gene expression and differentiation. We found that 5hmC also localizes to sites of DNA damage and repair. 5hmC accumulates at damage foci and colocalizes with major DNA damage response proteins 53BP1 and gH2AX, revealing 5hmC as an epigenetic marker of DNA damage. We are trying to understand the role of 5hmC in maintaining genome integrity.

ヒドロキシメチル化シトシン(5hmC)は、DNAの脱メチル化する際にTET酵素により作られる、シトシンへの修飾です。5hmCは、これまで、遺伝子発現制御や細胞分化に重要であることが知られていましたが、我々は、新たに5hmCがゲノムの損傷修復部位に集中することを発見しました。5hmCは、DNA損傷部位に集積し、DNA損傷マーカーとなる53BP1やgH2AXなどのタンパク質と共局在します。我々は、ゲノム機能を保ち、細胞のがん化を防いでいると考えられる5hmCの働きと制御メカニズムを理解しようとしています。


Epigenetic regulation of stem cell differentiation 

A second effort of our group focuses on how the genome is regulated through covalent modification of histones or DNA itself. 

While genome-wide biochemical techniques to study chromatin modification have revealed high-resolution maps of DNA and histone modifications. However, these studies do not show the three-dimensional distribution of these modifications in the nucleus, nor can they show relevant variation between cells. Using various mammalian cultured cell lines, including embryonic stem (ES) cells of human and mouse, combined with high-resolution three-dimensional fluorescence imaging, we are investigating the dynamic changes of DNA and histone modifications that occur in processes such as pluripotency loss, differentiation, and the DNA damage response.


私たちは、ヒストンタンパク質やDNAへの共有結合修飾を通して、どのようのゲノムが制御されているかを理解しようとしています。

生化学的なクロマチン修飾の全ゲノム解析は、これまで高解像度の修飾分布パターンを明らかにしてきました。しかしながら生化学的手法は、クロマチン修飾の核内における三次元分布パターンや、個々の細胞ごとのバリエーションを明らかにするには限界があります。そこで私たちは、ヒト、マウスの幹細胞や他の培養細胞を用いて、分化途中やDNA損傷反応時におけるクロマチン修飾の核内分布を、高解像度顕微鏡を用いて可視化、定量的解析し、その核内ダイナミクスを明らかにすることを目指しています。