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私たちの研究室はショウジョウバエ初期胚を用いて、遺伝子発現制御における基本原理の解明に取り組んでいます。特にエンハンサーと呼ばれるゲノム中の調節領域を介した転写動態の制御機構について、さまざまな分子生物学的手法に加えて、最先端の超解像イメージングや定量画像解析・ゲノム編集・オミクス解析など多様な実験手法を駆使しながら研究を行っています。

ポスドク募集中

研究チームに参加してくれる博士研究員を随時募集しています。これまでの専門分野は問いません。興味のある方は、tfukaya@iqb.u-tokyo.ac.jpまでお問い合わせください。日本学術振興会特別研究員(PDRPDなど)の受け入れについても歓迎致しますので、気軽にお問い合わせください。研究室見学は随時受け付けています。


大学院生募集中

当研究室は東京大学大学院 総合文化研究科 広域科学専攻 生命環境科学系を兼担しています。生命環境科学系の入学試験は例年7月中旬から8月上旬頃に行われます。詳しくは生命環境科学系のウェブサイトでご確認下さい。進学を希望する学内外の学生の見学をいつでも歓迎します。見学をご希望の方は、tfukaya@iqb.u-tokyo.ac.jpまで気軽にご連絡ください。


News

2024/ 4: 計画班として参加する学術変革領域(A)「細胞運命コード」が発足しました!

2024/ 3: 大学院生の梅村くんが総合研究文化研究科 広域科学専攻奨励賞を受賞しました!

2024/ 2: 学振PDの川﨑くん総説論文がTrends in Cell Biologyに出版されました。

2023/12: 深谷のインタビュー記事がTop Researchersに掲載されました。

2023/12: RIKEN Symposium "Architecture and Function of Biological Assemblies"を開催しました。(参加報告記事

2023/ 9: 学振PDの川﨑くんがJST ACT-X「生命現象と機能性物質」に採択されました

2023/ 8: 転写バースト制御機構に関する総説論文がScience Advancesに出版されました。

2023/ 6: 学振PDの川﨑くんと大学院生の梅村くんが東京大学生命科学シンポジウムにおいてポスター賞を受賞しました!

2023/ 5: 学振PD川﨑くん論文がMolecular Cellに出版されました。(Preview記事解説記事

2023/ 2: 最新の研究成果について日経電子版および日経産業新聞で紹介されました!

2023/ 2: 大学院生濵本くんを筆頭著者とする論文がNature Communicationsに出版されました。(解説記事

Past News

2022/12: 学振PDの川﨑くんが時間生物学会学術大会で優秀ポスター賞を受賞しました!

2022/12: 大学院生の梅村くんが分子生物学会年会でサイエンスピッチアワードを受賞しました!

2022/11: 理研 岩崎研/慶応大 塩見研との共著論文がNucleic Acids Researchに出版されました。(解説記事

2022/11: 学振PDの川﨑くんと大学院生の梅村くんが新学術・学術変革領域合同若手の会2022において優秀発表賞を受賞しました!

2022/8: 大学院生の濵本君がRNA2022 Kyotoにて優秀賞を受賞しました!

2022/8: 生化学誌に日本語総説「液-液相分離を介した転写制御」を発表しました。

2022/7: 実験医学誌に日本語総説「転写バーストの制御メカニズム」を発表しました。

Enhancers are noncoding regulatory elements that instruct spatial and temporal specificity of gene transcription in response to a variety of intrinsic and extrinsic signals during development. Although it has long been postulated that enhancers physically interact with target promoters through the formation of stable loops, recent studies have changed this static view: sequence-specific transcription factors (TFs) and coactivators are dynamically recruited to enhancers and assemble so-called transcription hubs. Dynamic assembly of transcription hubs appears to serve as a key scaffold to integrate regulatory information encoded by surrounding genome and biophysical properties of transcription machineries. In this review, we outline emerging new models of transcriptional regulation by enhancers and discuss future perspectives.

Kawasaki et al., Trends in Cell Biol 2024


Functional coordination between transcription factor clustering and gene activity

The prevailing view of metazoan gene regulation is that transcription is facilitated through the formation of static activator complexes at distal regulatory regions. Here, we employed quantitative single-cell live-imaging and computational analysis to provide evidence that the dynamic assembly and disassembly process of transcription factor (TF) clusters at enhancers is a major source of transcriptional bursting in developing Drosophila embryos. We further show that the regulatory connectivity between TF clustering and burst induction is highly regulated through intrinsically disordered regions (IDRs). Addition of a poly-glutamine tract to the maternal morphogen Bicoid demonstrated that extended IDR length leads to ectopic TF clustering and burst induction from its endogenous target genes, resulting in defects in body segmentation during embryogenesis. Moreover, we successfully visualized the presence of “shared” TF clusters during the co-activation of two distant genes, which provides a concrete molecular explanation for the newly proposed “topological operon” hypothesis in metazoan gene regulation.

Kawasaki et al., Mol Cell 2023


Dynamic interplay between non-coding enhancer transcription and gene activity in development

Non-coding transcription at the intergenic regulatory regions is a prevalent feature of metazoan genomes, but its biological function remains uncertain. Here, we devise a live-imaging system that permits simultaneous visualization of gene activity along with intergenic non-coding transcription at single-cell resolution in Drosophila. Quantitative image analysis reveals that elongation of RNA polymerase II across the internal core region of enhancers leads to suppression of transcriptional bursting from linked genes. Super-resolution imaging and genome-editing analysis further demonstrate that enhancer transcription antagonizes molecular crowding of transcription factors, thereby interrupting the formation of a transcription hub at the gene locus. We also show that a certain class of developmental enhancers are structurally optimized to co-activate gene transcription together with non-coding transcription effectively. We suggest that enhancer function is flexibly tunable through the modulation of hub formation via surrounding non-coding transcription during development.

Hamamoto et al., Nat Commun 2023

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