脊椎動物新奇付属器官の発生を制御するDlx3遺伝子コオプション進化機構の解明

• 研究課題/領域番号: 22570218
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 進化生物学
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 隅山 健太 国立遺伝学研究所, 集団遺伝研究系, 助教 (00370114)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2010年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 遺伝子進化 / シスエレメント進化 / 進化発生 / evo-devo / トランスジェニックマウス / 組織特異的エンハンサー / 転写制御 / Dlx遺伝子 / Tol2トランスポゼース

研究概要

Dlx3-4 遺伝子組織特異的エンハンサー解析により(1)鰓弓特異的発現を引き起こすシス配列I37-2 のコア配列がカモノハシにまで見いだされ有胎盤類への進化の過程で鰓弓機能を獲得したことを示した(2)四肢および毛包に発現活性を持つシス配列I37-1 の起源はナメクジウオとの分岐以前にまで遡り、BMP 反応性のシス配列コアモチーフがコオプションによって四足動物で新たに四肢や毛包の発生過程で獲得されたことを示した。

研究成果

• [雑誌論文] "Theria-specific homeodomain and cis-regulatory element evolution of the Dlx3-4 bigene cluster in 12 different mammalian species." (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenta Sumiyama,Tsutomu Miyake,Jane Grimwood,Andrew Stuart,Mark Dickson,Jeremy Schmutz, Frank H.Ruddle,Richard M.Myers,and Chri T. Amemiya
  • 雑誌名: Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution 巻: 318 号: 8 ページ: 369-350
  • DOI: 10.1002/jez.b.22469
  • 査読あり
• [雑誌論文] GDNF and endothelin 3 regulate migration of enteric neural crest-derived cells via PKA and Rac1 (2013)
  • 著者名/発表者名: Goto A, Sumiyama K, Kamioka Y, Nakasho E, Ito K, Iwasaki M, Enomoto H, Matsuda M.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 33 号: 11 ページ: 4901-4912
  • DOI: 10.1523/jneurosci.4828-12.2013
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] "The Medaka zic1/zic4 Mutant Provides Molecular Insights into Teleost Caudal Fin Evolution." (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuuta Moriyama, Toru Kawanishi Ryohei Nakamura Tatsuya Tsukahara, Kenta Sumiyama, Maximiliano L. Suster, Koichi Kawakami, Atsushi Toyoda, Asao Fujiyama, Yuuri Yasuoka, Yusuke Nagao, Etsuko Sawatari, Atsushi Shimizu, Yuko Wakamatsu Masahiko Hibi, Masanori Taira, Masataka Okabe, Kiyoshi Naruse, Hisashi Hashimoto, Atsuko Shimada, and Hiroyuki Takeda.
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 22(7) ページ: 601-607
  • 査読あり
• [雑誌論文] "A living fossil in the genome of a living fossil: Harbinger transposons in the coelacanth genome" (2012)
  • 著者名/発表者名: Jeramiah J. Smith, Kenta Sumiyama and Chris T. Amemiya
  • 雑誌名: Molecular Biology and Evolution 巻: 29(3) 号: 3 ページ: 985-993
  • DOI: 10.1093/molbev/msr267
  • 査読あり
• [雑誌論文] Live Imaging of Protein Kinase Activities in Transgenic Mice Expressing FRET Biosensors (2012)
  • 著者名/発表者名: Kamioka, Y., Sumiyama, K., Mizuno, R., Sakia, Y., Hirata, E., Kiyokawa, E., Matsuda, M.
  • 雑誌名: Cell Structure and Function 巻: 37 号: 1 ページ: 65-73
  • DOI: 10.1247/csf.11045
  • NAID: 130004137578
  • ISSN: 0386-7196, 1347-3700
  • 査読あり
• [雑誌論文] The medaka zic1/zic4 mutant provides molecular insights into teleost caudal fin evolution. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuuta Moriyama
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 21 号: 7 ページ: 601-607
  • DOI: 10.1016/j.cub.2012.01.063
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new database (GCD) on genome composition for eukaryote and prokaryote genome sequences and their initial analyses (2012)
  • 著者名/発表者名: Kirill Kryukov
  • 雑誌名: Genome Biology and Evolution 巻: 4 号: 4 ページ: 501-512
  • DOI: 10.1093/gbe/evs026
  • 査読あり
• [雑誌論文] A SINE-Derived Element Constitutes a Unique Modular Enhancer for Mammalian Diencephalic Fgf8. (2012)
  • 著者名/発表者名: Akiko Nakanishi, Naoki Kobayashi, Asuka Suzuki-Hirano, Hidenori Nishihara, Takeshi Sasaki, Mika Hirakawa, Kenta Sumiyama, Tomomi Shimogori, Norihiro Okada.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7 号: 8 ページ: e43785-e43785
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0043785
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Loss-of-function mutation in a repressor module of human- specifically activated enhancer HACNS1." (2011)
  • 著者名/発表者名: Kenta Sumiyama and Naruya Saitou
  • 雑誌名: Molecular Biology and Evolution 巻: 28(11) 号: 11 ページ: 3005-3007
  • DOI: 10.1093/molbev/msr231
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Mammalian Conserved Element Derived from SINE Displays Enhancer Properties Recapitulating Satb2 Expression in Early-Born Callosal Projection Neurons (2011)
  • 著者名/発表者名: Tashiro K, Teissier A, Kobayashi N, Nakanishi A, Sasaki T, Yan K, Tarabykin V, Vigier L, Sumiyama K, Hirakawa M, Nishihara H, Pierani A, Okada N
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 6(12) 号: 12 ページ: e28497-e28497
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0028497
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of conserved non-coding sequences within the vertebrate Hox clusters through the two-round whole genome duplications revealed by phylogenetic footprinting analysis (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsunami M., et al.
  • 雑誌名: Journal of Molecular Evolution 巻: 71 ページ: 427-436
  • 査読あり
• [雑誌論文] Close Up実験法:Tol2トランスポゾンを用いた画期的なトランスジェニックマウス作製法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 隅山健太、川上浩一
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 28 ページ: 2653-2660
• [学会発表] A Simple and Highly Efficient Transgenesis Method in Mice with the Tol2 Transposon System and Cytoplasmic Microinjection (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenta Sumiyama
  • 学会等名: CDB Symposium 2013 The Making of a Vertebrate
  • 発表場所: 神戸理研CDB
• [学会発表] Gsxホメオボックス遺伝子のパラロガス転写調節領域の機能と進化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 隅山健太
  • 学会等名: 日本進化学会第１４回東京大会
  • 発表場所: 首都大学東京南大沢キャンパス
• [学会発表] 人類進化におけるゲノム非コード領域転写調節機能進化解析の試み (2012)
  • 著者名/発表者名: 隅山健太
  • 学会等名: 第66回日本人類学会大会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス
• [学会発表] Function and evolution of paralogous conserved regulatory elements of Gsx homeobox genes (2012)
  • 著者名/発表者名: 隅山健太
  • 学会等名: 学融合推進センター・共同研究プロジェクト研究会「脳の進化 -大脳新皮質の起源を尋ねて-」
  • 発表場所: 総研大葉山キャンパス
• [学会発表] "Evolution of Cis-regulatory Elements in the Vertebrate Dlx Bigene Cluster System" (2011)
  • 著者名/発表者名: Kenta Sumiyama
  • 学会等名: Symposium of Genomic Conservation and Diversity of Organisms ~Beyond the NGS time of Life Science~
  • 発表場所: Tainan,Taiwan.
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] Evolution of cis-regulatory elements in the vertebrate Dlx bigene cluster system (2011)
  • 著者名/発表者名: Kenta Sumiyama
  • 学会等名: Symposium of Genomic Conservation and Diversity of Organisms
  • 発表場所: Tainan, Taiwan(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] Toolkit genes, cis-regulatory modules, turnover, and evolvability (2011)
  • 著者名/発表者名: 隅山健太
  • 学会等名: 第1回Tokyo Vertebrate Morphology Meeting
  • 発表場所: 東京(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] 胎盤形成に関与するDlx4遺伝子の獣亜綱(Theria)特異的なタンパク質コード領域および転写制御領域における分子進化と機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 隅山健太
  • 学会等名: 日本進化学会第13回大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-07-30
• [学会発表] "Theria-specific evolution in both coding and noncoding region of the Dlx4 gene." (2011)
  • 著者名/発表者名: Kenta Sumiyama
  • 学会等名: Annual Meeting for the Society for Molecular Biology and Evolution (SMBE 2011)
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-07-27
• [学会発表] Theria-specific evolution in both coding and noncoding region of the Dlx4 gene (2011)
  • 著者名/発表者名: Kenta Sumiyama
  • 学会等名: SMBE 2011
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-07-27
• [学会発表] A simple and highly efficient transgenesis method in mice with the Tol2 transposon system and cytoplasmic microinjection. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sumiyama, K., et al.
  • 学会等名: BMB2010 第33回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-12-10
• [学会発表] "Functional evaluation of cis-regulatory elements and their evolution in the vertebrate Dlx3-7 bigene cluster." (2010)
  • 著者名/発表者名: Kenta Sumiyama
  • 学会等名: NAIST Global COE International Symposium 2010: Plasticity in Development and Evolution
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2010-11-11
• [学会発表] Functional evaluation of cis-regulatory elements and their evolution in the vertebrate Dlx3-7 bigene cluster. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sumiyama, K.
  • 学会等名: NAIST Global COE International Symposium 2010 : Plasticity in Development and Evolution
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2010-11-11
• [学会発表] The Genetic Basis For Primate Evolution At Cis-Regulatory System Level. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sumiyama, K.
  • 学会等名: International Primatological Society XXIII Congress
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] 脊椎動物ゲノム重複遺伝子解析で発見された起源が古いcis-elementの機能と進化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 隅山健太
  • 学会等名: 日本進化学会第12回大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-08-04
• [学会発表] A simple and highly efficient transgenesis method in mice with the Tol2 transposon system and cytoplasmic microinjection. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sumiyama, K., et al.
  • 学会等名: 43rd Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-06-20
• [図書] 進化学辞典 日本進化学会編 (2012)
  • 著者名/発表者名: 隅山健太
  • 出版者: 共立出版
• [図書] <series モデル動物利用マニュアル> 生物機能モデルと新しいリソース・ リサーチツール 第6節 新しい生殖工学技術第4項 トランスポゾンを使った 新しい高効率トランスジェニックマウス作製法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 隅山健太、川上浩一
  • 出版者: エル・アイ・シー
• [図書] 生物機能モデルと新しいリソース・リサーチツール第6節新しい生殖工学技術第4項トランスポゾンを使った新しい高効率トランスジェニックマウス作製法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 隅山健太
  • 出版者: エル・アイ・シー
• [備考] 研究者ホームページ(研究内容紹介)
  • URL: http://sayer.lab.nig.ac.jp/~sumiyama/
• [備考] 隅山健太 研究紹介
  • URL: http://sayer.lab.nig.ac.jp/~sumiyama/index.html
• [備考]
  • URL: http://sayer.lab.nig.ac.jp/~sumiyama/