Whole-genome수준의 후성 유전체 분석 기술인 MBD-seq, ChlP-seq, Nucleosome-seq 기술을 확립하여 줄기세포분화관련 후성유전체 data를 대량생산하고 줄기세포 후성유전체 활용 데이터베이스를 구축하였음 인간배아줄기세포가 내배엽전구체세포 및 간세포로 분화될 때 일어나는 후성 유전체 분석을 통하여 분화단계 특이적 DNA 메틸화 바이오마커를 개발하였음. 인간배아줄기세포가 신경 전구체세포 및 도파민 뉴런으로 분화될 때 일어나는 DNA methylome, Transcriptome 분석을 통해, 프로모터
Whole-genome수준의 후성 유전체 분석 기술인 MBD-seq, ChlP-seq, Nucleosome-seq 기술을 확립하여 줄기세포분화관련 후성유전체 data를 대량생산하고 줄기세포 후성유전체 활용 데이터베이스를 구축하였음 인간배아줄기세포가 내배엽전구체세포 및 간세포로 분화될 때 일어나는 후성 유전체 분석을 통하여 분화단계 특이적 DNA 메틸화 바이오마커를 개발하였음. 인간배아줄기세포가 신경 전구체세포 및 도파민 뉴런으로 분화될 때 일어나는 DNA methylome, Transcriptome 분석을 통해, 프로모터 메틸화가 downstream gene의 발현을 저해할 뿐만 아니라, 특정 lineage로의 분화를 유도하기위해 타 lineage 관련 유전자의 활성을 미연에 방지하는 locking mechanism으로 작용함을 밝힘. 줄기세포의 유지에 중요한 단백질들을 발현하고 이를 동정하여 이들의 분자 기전을 밝혔으며, 줄기세포 유지에 중요한 유전자들의 후성유전학에 관련된 단백질체에 의한 후기 단백질 변형 (PTM. post-translational modification) 기전을 규명하였음.
(출처 : 보고서 요약서 3p)
Abstract▼
IV. Results of Research 1. MBD, seq，ChIP-Seq technique For whole-genome DNA methylation profiling, we performed MBD seq, which is high, throughput sequencing of methylated DNA fragments captured by MBD2. Methylated DNA was precipitated from 1 ㎍ fragmented genomic DNA via binding to the methyl-
IV. Results of Research 1. MBD, seq，ChIP-Seq technique For whole-genome DNA methylation profiling, we performed MBD seq, which is high, throughput sequencing of methylated DNA fragments captured by MBD2. Methylated DNA was precipitated from 1 ㎍ fragmented genomic DNA via binding to the methyl-CpG binding domain of human MBD2, which was coupled to magnetic Dynabeads. The purified methylated DNA fragments were ligated to a pair of adaptors for sequencing on the Illumina Genome Analyzer. The sequences were mapped to the human genome (UCSC hgl8) using the Illumina Genome Analyzer data analysis pipeline. To determine genome-wide patterns of histone modifications, including histone H2B monoubiquitylation, H3K4me3, H3K27me3 and H3K36me3, we carried out ChIP-seq analysis using undifferentiated human teratocarcinoma NCCIT cells.
2. Identification of DNA methylation markers for lineage commitment of in vitro hepatogenesis We profiled gene expression and DNAmethylation of three cell states of in vitro hepatogenesis-hESC, definitive endoderm, and hepatocyte-using microarray analysis. Among 525 state-specific expressed genes, 67 showed significant negative correlation between gene expression andDNAmethylation. State-specific expression and methylation of target genes were validated by quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction and pyrosequencing, respectively. To elucidate genome-scale methylation changes beyond the promoter, we also performed MBD-seq. We found dynamic methylation changes in intergenic regions of the human genome during differentiation.
3. Dynamic changes of the DNA methylome and hydroxymethylome during neural differentiation of hES cells Using an in vitro model system of gradual differentiation of human embryonic stem (hES) cells into ventral midbrain-type neural precursor cells and terminally into dopamine neurons, we explored changes in 5mC or 5hmC patterns during lineage commitment. We found that a combination of three techniques, 450K DNA methylation array, MBD-seq, and hMeDIP-seq, provided comprehensive information on the genome-wide 5mC or 5hmC patterns. We observed dramatic genome-wide changes of 5mC patterns during differentiation of hES cells into neural precursor cells.
4. H2B monoubiquitylation is a 5' -enriched active transcription mark and correlates with exon-intron structure in human cells H2B monoubiquitylation (H2Bub1), which is required for multiple methylations of both H3K4 and H3K79, has been implicated in gene expression in numerous organisms ranging from yeast to human. However, the molecular crosstalk between H2Bub1 and other modifications, especially the methylations of H3K4 and H3K79, remains unclear in vertebrates. To better understand the functional role of H2Bub1, we measured genome-wide histone modification patterns in human cells.
(출처 : SUMMARY 8p)
목차 Contents
표지 ... 1
제 출 문 ... 2
보고서 요약서 ... 3
요 약 문 ... 4
SUMMARY ... 7
CONTENTS ... 10
목차 ... 11
제1장 연구개발과제의 개요 ... 12
제1절 연구개발의 목적 ... 12
제2절 연구개발의 필요성 ... 12
1. 기술적 측면 ... 12
2. 경제·산업적 측면 ... 13
사회·문화적 측면 ... 13
제3절 연구개발의 범위 ... 14
제2장 국내외 기술개발 현황 ... 15
제1절 국내외 연구 현황 ... 15
제2절 국내외 기술개발현황에서 본 연구결과가 차지하는 위치 ... 17
제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 20
제1절 차세대염기서열분석기술을 이용한 후성유전체분석기술 확립 ... 20
1. 차세대염기서열결정기술 확립 ... 20
2. MBD-seq (Methyl binding domain-sequencing) 기술 확립 ... 20
3. ChIP-Seq 기술 확립 ... 21
제2절 인간배아줄기세포의 내배엽전구체세포 및 간세포로의 분화 관련 DNA 메틸 바이오마커 발굴 ... 22
1. 인간배아줄기세포를 내배엽 및 간세포로 분화시킨 세포의 transcriptome과 DNA methylome 분석 ... 22
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