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学位
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博士 (理学) （ 2010年3月 東京工業大学 ）
研究キーワード
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Transgenerational Inheritance
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ATF7
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精子エピゲノム
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ゲノム編集
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環境ストレスによるエピゲノム変化
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エピジェネティクス
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疾患バリアント
研究分野
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ライフサイエンス / 分子生物学 / エピジェネティクス
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ライフサイエンス / ゲノム生物学 / ゲノム編集
学歴
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東京工業大学 大学院 生命理工学研究科 生体システム専攻
2006年4月 - 2010年3月
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東京工業大学 生命理工学部 生命科学科
2002年4月 - 2006年3月
経歴
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日本医科大学 生体機能制御学分野 准教授
2021年10月 - 現在
国名：日本国
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理化学研究所・バイオリソース研究センター 次世代ヒト疾患モデル研究開発チーム 開発研究員
2019年4月 - 2021年9月
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理化学研究所・筑波研究所 分子遺伝学研究室 協力研究員
2013年4月 - 2019年3月
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理化学研究所・筑波研究所 分子遺伝学研究室 基礎科学特別研究員
2010年4月 - 2013年3月
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東京工業大学 生命理工学研究科 日本学術振興会・特別研究員(DC2)
2009年4月 - 2010年3月
所属学協会
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日本分子生物学会
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日本癌学会
論文
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ATF7-Dependent Epigenetic Changes Are Required for the Intergenerational Effect of a Paternal Low-Protein Diet 査読
Yoshida K, Maekawa T, Ly NH, Fujita SI, Muratani M, Ando M, Katou Y, Araki H, Miura F, Shirahige K, Okada M, Ito T, Chatton B, Ishii S
Molecular Cell 2020年3月
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Mapping of histone-binding sites in histone replacement-completed spermatozoa 査読
Yoshida K, Muratani M, Araki H, Miura F, Suzuki T, Dohmae N, Katou Y, Shirahige K, Ito T, Ishii S
Nature Communications 9 ( 1 ) 2018年9月
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Yoshida K, Maekawa T, Zhu Y, Renard-Guillet, Chatton B, Inoue K, Uchiyama T, Ishibashi K, Yamada T, Ohno N, Shirahige K, Okada-Hatakeyama M, Ishii S
Nature Immunology 16 ( 10 ) 1034 - 1043 2015年10月
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Cohesin mediates transcriptional insulation by CCCTC-binding factor. 査読
Wendt KS, Yoshida K, Itoh T, Bando M, Koch B, Schirghuber E, Tsutsumi S, Nagae G, Ishihara K, Mishiro T, Yahata K, Imamoto F, Aburatani H, Nakao M, Imamoto N, Maeshima K, Shirahige K, Peters JM
Nature 451 ( 7180 ) 796 - 801 2008年2月
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Intergenerational effect of short-term spaceflight in mice. 査読 国際誌
Keisuke Yoshida, Shin-Ichiro Fujita, Ayako Isotani, Takashi Kudo, Satoru Takahashi, Masahito Ikawa, Dai Shiba, Masaki Shirakawa, Masafumi Muratani, Shunsuke Ishii
iScience 24 ( 7 ) 102773 - 102773 2021年7月
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Stress-induced and ATF7-dependent epigenetic change influences cellular senescence. 査読 国際誌
Maekawa T, Liu B, Liu Y, Yoshida K, Muratani M, Chatton B, Ishii S
Genes to cells 24 ( 9 ) 627 - 635 2019年9月
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RNA-Sequencing Analysis of Paternal Low-Protein Diet-Induced Gene Expression Change in Mouse Offspring Adipocytes 査読
Ly NH, Maekawa T, Yoshida K, Liu Y, Muratani M, Ishii S
G3 9 ( 7 ) 2161 - 2170 2019年7月
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The Transcription Factor ATF7 Controls Adipocyte Differentiation and Thermogenic Gene Programming. 査読 国際誌
Yang Liu, Toshio Maekawa, Keisuke Yoshida, Masafumi Muratani, Bruno Chatton, Shunsuke Ishii
iScience 13 98 - 112 2019年3月
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Telomere shortening by transgenerational transmission of TNF-α-induced TERRA via ATF7. 査読 国際誌
Binbin Liu, Toshio Maekawa, Keisuke Yoshida, Nhung Hong Ly, Kimiko Inoue, Ayumi Hasegawa, Bruno Chatton, Atsuo Ogura, Shunsuke Ishii
Nucleic acids research 47 ( 1 ) 283 - 298 2019年1月
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ATF7 mediates TNF-α–induced telomere shortening 査読
Toshio Maekawa, Binbin Liu, Daisuke Nakai, Keisuke Yoshida, Ken-ichi Nakamura, Mami Yasukawa, Manabu Koike, Kaiyo Takubo, Bruno Chatton, Fuyuki Ishikawa, Kenkichi Masutomi, Shunsuke Ishii
Nucleic Acids Research 46 ( 9 ) 4487 - 4504 2018年2月
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Liu, Y., Maekawa, T., Yoshida, K., Kaneda, H., Chatton, B., Wakana, S., Ishii, S.
FEBS Open Bio 7 ( 10 ) 1598 - 1610 2017年
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Microarray expression analysis of genes involved in innate immune memory in peritoneal macrophages 査読
Keisuke Yoshida, Claire Renard-Guillet, Kentaro Inoue, Katsuhiko Shirahige, Mariko Okada-Hatakeyama, Shunsuke Ishii
Genomics Data 7 90 - 91 2016年3月
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Innate immune memory via ATF7-dependent epigenetic changes 査読
Yoshida, K., Ishii, S.
Cell Cycle 15 ( 1 ) 3 - 4 2016年
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ATF7 ablation prevents diet-induced obesity and insulin resistance 査読
Liu, Y., Maekawa, T., Yoshida, K., Furuse, T., Kaneda, H., Wakana, S., Ishii, S.
Biochemical and Biophysical Research Communications 478 ( 2 ) 696 - 702 2016年
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姉妹染色分体間の接着因子,コヒーシンの新たな機能
前島一博, 吉田圭介, 白髭克彦
蛋白質 核酸 酵素 53 ( 11 ) 1337 - 1344 2008年9月
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[Function of cohesin in transcription]. 査読
Kazuhiro Maeshima, Keisuke Yoshida, Katsuhiko Shirahige
Tanpakushitsu kakusan koso. Protein, nucleic acid, enzyme 53 ( 11 ) 1337 - 44 2008年9月
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アレイ解析 臨床応用を目指して 基調講演 コヒーシンタンパクの転写に置ける役割
白髭 克彦, 吉田 圭介, 坂東 優篤, 前島 一博, 伊藤 武彦, 広田 亨, 近藤 達郎
Cytometry Research 18 ( Suppl. ) 46 - 46 2008年6月
書籍等出版物
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父親の環境ストレスの遺伝
吉田 圭介,石井 俊輔（ 担当： 分担執筆 範囲: 実験医学 2021年4月号 -世代を超えるエピゲノム-）
羊土社 2021年3月
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エピゲノム変化の世代を超えた遺伝
吉田 圭介, 成 耆鉉, 石井 俊輔（ 担当： 分担執筆 範囲: 医学の歩み 272巻1号- エピジェネティクスと疾患）
医歯薬出版株式会社 2020年1月
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ATF7 はマクロファージのエピジェネティック変化を通じて，自然免疫記憶を誘導する
吉田 圭介, 石井 俊輔（ 担当： 共著 範囲: 細胞工学, Vol.35.3）
学研メディカル秀潤社 2016年3月
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ChIP-chip 法を用いた高等真核生物の染色体構造の解析
吉田圭介, 坂東優篤, 加納 豊, 白髭克彦（ 担当： 共著 範囲: 実験医学増刊 Vol.25.2, 「ゲノム情報と生命現象の統合的理解 2007」）
羊土社 2007年1月
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自然免疫記憶とエピゲノム変化
吉田圭介, 石井俊輔（ 担当： 分担執筆 範囲: 臨床免疫・アレルギー科 第76巻第1号 「解説」）
科学評論社 2021年7月
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エピゲノム記憶によって誘導される訓練免疫
吉田 圭介（ 担当： 分担執筆 範囲: 化学と生物 3月号 今日の話題）
学会出版センター 2021年3月 （ ISBN:476220837X ）
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体外環境が規定するエピゲノム―ストレスによるエピゲノム変化を例に
吉田 圭介, 石井 俊輔（ 担当： 共著 範囲: 実験医学増刊 Vol.34.10 「エピゲノム研究 修飾の全体像の理解から先制・個別化医療へ」）
羊土社 2016年6月
講演・口頭発表等
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次世代へと継承されるエピゲノム変化を制御する ATF7 の機能解析
吉田 圭介, 前川 利男, Ly Nhung, Claire Renard-Guillet, Bruno Chatton, 白髭 克彦, 石井 俊輔
第10回 日本エピジェネティクス研究会年会 2016年5月
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ヒト培養細胞におけるコヒーシンのゲノムワイドな結合領域の特定とその機能解析
吉田 圭介, 坂東 優篤, 伊藤 武彦, 広田 亨, 白髭 克彦
第29回 日本分子生物学会年会 2006年12月
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Analysis for trans-generational inheritance of epigenetic change induced by pathogen infection via ATF7 国際会議
Keisuke Yoshida
Innate Immune Memory 2017 2017年3月 Wellcome Genome Campus
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ATF7依存的なエピジェネティック変化は、父親の低タンパク食を介した次世代への遺伝に必要である
吉田圭介
第42回日本分子生物学会年会 2019年12月
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父親の環境ストレスによる精子エピゲノム変化と継世代遺伝 招待
吉田圭介, 石井俊輔
日本遺伝学会第93回大会 2021年9月
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ChIP-chip解析により明らかになったヒト染色体上でのコヒーシンとCTCFの共局在とその生物学的意義
吉田 圭介, 坂東 優篤, 前島 一博, 伊藤 武彦, 広田 亨, 白髭 克彦
第25回染色体ワークショップ 2008年1月
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ATF-7 controls epigenetic memory of pathogen infection in macrophages
Keisuke Yoshida, Toshio Maekawa, Shunsuke Ishii
Gordon Research Conference -Epigenetics- 2013年8月
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ATF7 mediates LPS-induced epigenetic changes in macrophages involved in innate immune memory
Keisuke Yoshida
The 40th Naitou Conference -Epigenetics- 2015年9月
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宇宙マウスとその子供達のはなし 招待
吉田圭介
日本遺伝学会 第95回大会 公開市民講座『宇宙環境と遺伝』 2023年9月
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父親の環境ストレスによる次世代表現型への影響 招待
吉田 圭介
新学術領域研究「全能性プログラム」 成果報告会 2021年11月
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環境ストレスによる精子エピゲノム変化を介した遺伝 招待
吉田圭介
環境エピゲノミクス研究会 主催 第一回ネットシンポジウム 2021年10月
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吉田圭介, 坂東優篤, 前島一博, 伊藤武彦, 広田亨, 白髭克彦
日本環境変異原学会公開シンポジウム講演要旨集 2008年
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白髭克彦, 吉田圭介, 坂東優篤, 前島一博, 油谷浩幸, 広田亨, 伊藤武彦
日本人類遺伝学会大会プログラム・抄録集 2008年
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ATF7はマクロファージのLPS誘導性エピゲノム変化を制御する
吉田圭介
第 38 回日本分子生物学会年会 2015年12月
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Analysis for trans-generational inheritance of epigenetic change induced by pathogen infection via ATF7
Keisuke Yoshida
The 12th Fujihara Seminar 2017年9月
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単一成熟精子画分を用いた残存ヒストン結合領域の同定
吉田圭介
第12回日本エピジェネティクス研究会年会 2018年5月
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Maintenance and inheritance of chromatin structure altered by environmental stress via epigenetic change 招待
Keisuke Yoshida
9th Symposium of the Smart-Aging Research Center, TOHOKU University 2021年2月
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CTCF依存的であるコヒーシン新規機能の解析
吉田圭介
第7回核ダイナミクス研究会 2007年9月
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ChIP-chip解析により明らかになったヒト染色体上でのコヒーシンとCTCFの共局在とその生物学的意義
吉田 圭介, 坂東 優篤, 前島 一博, 伊藤 武彦, 広田 亨, 白髭 克彦
第30回 日本分子生物学会年会 2007年12月
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ATF7は炎症反応の抑制因子として機能する
吉田圭介
第 34 回 日本分子生物学会年会 2011年12月
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炎症時におけるマクロファージATF7の機能解析
吉田圭介
第 35 回日本分子生物学会年会 2012年12月
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父親の環境ストレスの遺伝メカニズム 招待
吉田圭介
環境ホルモン学会 自由集会５「内分泌かく乱物質とエピジェネティクス」 2022年6月
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父親の炎症ストレスが子供の腎機能に与える影響
吉田圭介
第46回日本分子生物学会年会 2023年12月
共同研究・競争的資金等の研究課題
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環境要因によって誘導される疾患表現型の多様性の解析
2020年10月 - 2024年3月
日本医療研究開発機構 革新的先端研究開発支援事業 (PRIME) PRIME
吉田 圭介
担当区分：研究代表者
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CMS画分を用いたATF7による精子エピゲノムの分子的制御機構の解明
研究課題/領域番号：18K06189 2018年4月 - 2021年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(C) 基盤研究(C)
吉田 圭介
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：4290000円 （ 直接経費：3300000円 、 間接経費：990000円 ）
昨今の報告から、父親の環境要因が精子のエピゲノム変化を通じて次世代に遺伝し、子孫の形質に影響を与える可能性が示唆されている。そのため、成熟精子の正確なエピゲノム解析手法が必要になってきている。
今年度は、申請者が独自に精製法を確立した成熟精子集団(CMSまたはHRCS)を用いて、ヒストン抗体のChIP-seq解析手法の確立を目指した。一般的な細胞はChIP実験の時に固定操作を行うが、固定した精子細胞は非常に固く、通常の実験のようにソニケーションで破砕することが困難であった。そこで、精子細胞を様々な条件のバッファーで処理した結果、還元剤DTTとヘパリン処理によって固定精子のクロマチン構造を緩めることが出来ることを見出した。この条件で、CMSのH3 ChIP-seq解析を行った結果、1,320ヶ所のH3結合領域を同定した。H3結合領域の64%がプロモーターに局在しており、67%がCpG island上に検出された。次に、精子ヒストンが受精卵において転写制御に関与しているのか調べるため、精子でのヒストン結合領域と初期胚のエピジェネティック・転写プロファイルとの関係を解析した。その結果、成熟精子でのヒストン結合領域は、初期胚ではヘテロクロマチン様の構造をとっており、H3K9me3レベルが比較的高い状態にあることが分かった。また、精子でプロモーター領域にヒストン結合領域を持つ遺伝子は、2細胞期からICMにかけて転写が抑制傾向にあることが分かった。以上の結果から、精子ヒストンは初期胚において、転写抑制に寄与している可能性が示唆された。 -
親の衛生環境が次世代に及ぼす影響とその分子機構の解析
2017年4月 - 2019年3月
武田科学振興財団 ライフサイエンス研究助成
吉田 圭介
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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感染ストレスが次世代に与える影響の分子解析
研究課題/領域番号：16K18497 2016年4月 - 2019年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究(B) 若手研究(B)
吉田 圭介
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：4160000円 （ 直接経費：3200000円 、 間接経費：960000円 ）
今年度は、感染ストレスが次世代個体の免疫細胞の発現プロファイルに与える影響について解析を進めた。感染ストレスを模すため、TLRリガンドであるLPS(糖脂質:大腸菌の毒性成分)を雄マウスに投与した後、自然交配によりF1マウスを得た。10週齢のF1雄マウスよりマクロファージを回収し、代表的なサイトカインの発現状態をRT-qPCR法により解析した(n=8)。その結果、PBS投与の次世代のマウス群と比較して、LPS投与の次世代マウス群ではIl1bやIl6などの一部の炎症性サイトカインの基底発現量が1.5-2.0倍前後有意に亢進していた(p<0.01)。現在、RNA-seq解析でも結果を確認している。親のストレスが次世代に遺伝するメカニズムとして、精子におけるヒストン修飾、DNA修飾、small RNA発現変化などのいくつかの原因が考えられる。昨年度までの解析から、LPS投与された雄マウスでは成熟精子に含まれるヒストンのH3K9トリメチル化(H3K9me3)レベルが亢進することが分かっている。これらの解析結果から、一つの可能性として、精子ヒストンのH3K9me3プロファイルの変化によって、次世代個体の免疫細胞の発現プロファイルが変化したことが予想された。申請者は今年度、マウス精巣上体から成熟精子画分(HRCS)を精製し、成熟精子におけるヒストンH3結合領域のマッピング技術を確立した(研究課題:18K06189)。そこで、これを用いて成熟精子でのH3K9me3 ChIP-seq解析を行ったが、バックグラウンドが多く、良好な結果が得られなかった。細胞数・抗体量などのChIP-seq条件の最適化を行っており、解析中である。
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ヒトコヒーシンの果たすインシュレーター機能の分子機構の解明
研究課題/領域番号：09J08261 2009年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費 特別研究員奨励費
吉田 圭介
配分額：700000円 （ 直接経費：700000円 ）
細胞のもつ遺伝情報を次世代へと恒常的に継承するためには、細胞の持つ染色体DNAを正確に複製し、また、これを確実に次世代の細胞へと等分配することが必須である。この分配機構において、中心的な役割を果たすのがコヒーシン複合体である。コヒーシンは、リング状の特徴的な構造を持つタンパク質複合体で、複製された2分子のDNAを細胞分裂までリング内部に束ねることで、DNAの等分配を保障している。コヒーシンは、染色体の分配因子として良く研究がされている一方で、DNA修復や遺伝子の転写制御にも関与している可能性が示唆されていた。そこで申請者は、ヒト染色体上にコヒーシンが結合する領域に何か特徴があるのではないかと考え、ChIP-chip法(クロマチン免疫沈降法とDNAチップ解析を組み合わせた手法で、目的タンパク質の染色体上結合領域を網羅的に特定することが出来る)を用いてヒト培養細胞を解析した。その結果、コヒーシンがインシュレーター領域(転写活性化DNA領域と遺伝子の相互作用を遮断する領域)に局在していることを発見した。さらにコヒーシンの分子生物学的な解析を行った結果、コヒーシンがインシュレーター因子であるCTCFを介した転写制御に関与していることが分かった。また、過去の知見を踏まえると、この制御機構が分化発生段階で調節される遺伝子の発現調節において重要な役割を持っているのではないか、と筆者は考えた。そこで、マウスをモデル生物として、分化発生段階でコヒーシンの結合がどのように変化していくのか、同様にChIP-chipを用いて調べることにした。現在は、マウスの初期胚盤胞のサンプルを作成中である。予備実験として、10,000個のMEF(マウス繊維芽細胞)を用いたクロマチン免疫沈降に成功しているので、初期胚のサンプルが整い次第、ChIP-chip解析実験を行う予定である。
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ストレスによる発現変化の次世代への遺伝
研究課題/領域番号：23659165 2011年 - 2012年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究 挑戦的萌芽研究
前川 利男, 吉田 圭介
配分額：3770000円 （ 直接経費：2900000円 、 間接経費：870000円 ）
野生型マウスの雄親を低蛋白質の餌で飼育すると、通常の餌で飼育した場合と比較して、子供の肝臓でのコレステロール生合成系の遺伝子発現が上昇することが報告された(Carone BR, Cell, 2010)。この現象におけるATF-7の関与を検討した結果、野生型で見られる子供の遺伝子発現上昇がATF-7 KOの雄では全く見られず、ATF-7の関与が明らかになった。このとき、精巣細胞では約半数のコレステロール生合成系遺伝子のプロモーターにATF-7が結合しており、プロモーター部位でH3K9のメチル化が減少していた。
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世代を超えて保存される染色体構造変化の分子解析
研究課題/領域番号：22870038 2010年 - 2011年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 研究活動スタート支援 研究活動スタート支援
吉田 圭介
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：3146000円 （ 直接経費：2420000円 、 間接経費：726000円 ）
次世代遺伝効果に関与すると考えられているATF-7の自然免疫系における分子的役割を、腹腔常在性マクロファージを用いて検討した。ChIP-chip解析を用いてATF-7結合領域を同定したところ、数十か所の自然免疫系に関わる遺伝子のプロモーター領域にATF-7が結合していた。これら結合領域のH3K9me2レベルは、K. O.で減少しており、遺伝子活性が亢進していた。また自然免疫ストレスが加わると、ATF-7結合量が低下し、それに伴い、H3K9me2レベルが減少することが分かった。