ホヤ初期胚発生におけるゲノムワイドな転写因子ネットワークの解析

• Project/Area Number: 17687022
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Developmental biology
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 佐藤 ゆたか Kyoto University, 大学院・理学研究科, 准教授 (40314174)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥30,290,000 (Direct Cost: ¥23,300,000、Indirect Cost: ¥6,990,000); Fiscal Year 2007: ¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000); Fiscal Year 2006: ¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000); Fiscal Year 2005: ¥10,530,000 (Direct Cost: ¥8,100,000、Indirect Cost: ¥2,430,000)
• Keywords: Ciona intestinalis / ホヤ / 遺伝子制御ネットワーク / 転写因子 / クロマチン免疫沈降法 / 転写因子ネットワーク / 遺伝子発現制御 / ゲノム

Research Abstract

ホヤ(Ciona intestinalis)の胚発生を支配する転写制御のネットワークをゲノムワイドにかつ、システムレベルで明らかにするため、主に以下の2つの実験に絞って解析を行った。
1.クロマチン免疫沈降法を用いて、ZicL、Twist-like1、MyoD、Brachyury、Lhx3などの転写因子が、胚発生において結合するゲノム領域を抽出し、ゲノムタイリングアレイを用いて、その結合領域をゲノムワイドに同定した。その結果として、ホヤの胚発生における遺伝子ネットワークには予想よりも遙かに多くのフィードフォワードループが存在することを見いだした。この情報を昨年度までに明らかにした遺伝子機能阻害実験を元にして組み立てた遺伝子ネットワークに情報を取り入れ、ネットワーク構造の理解を精緻化を行った。
2.神経系は他の組織よりもはるかに複雑な構造を持ち、昨年までの解析では必ずしもその発生を制御する遺伝子ネットワークは明らかになっていなかった。ホヤの遺伝子ネットワークの解析はこれまで細胞単位で解析され、そこに大きな特長がある。そこで、神経系での遺伝子ネットワークの解析のため、複雑な構造を持つ神経系について、細胞の単位で解析する系を確立した。つづいて、神経系で発現する制御遺伝子をゲノムワイドに網羅的に同定した。そのうち25種類の遺伝子機能をモルフォリノオリゴヌクレオチドで阻害し、そのほかの神経系で発現する遺伝子の発現に与える影響を調べ、情報を統合して遺伝子ネットワークを再構築した。

Research Products

• [Journal Article] Regulatory Blueprint for a chordate embryo (2006)
  • Author(s): Imai KS
  • Journal Title: Science 312 Pages: 1183-1187
• [Journal Article] Systematic analysis of embryonic expression profiles of zinc finger genes (2006)
  • Author(s): Miwata K
  • Journal Title: Developmental Biology 292 Pages: 546-554
• [Journal Article] Cataloging transcription factor and major signaling molecule genes for functional genomic studies in Ciona intestinalis. (2005)
  • Author(s): Yutaka Satou
  • Journal Title: Development Genes and Evolution 215 Pages: 580-596
• [Journal Article] An integrated database of the ascidian, Ciona intestinalis : towards functional genomics. (2005)
  • Author(s): Yutaka Satou
  • Journal Title: Zoological Science 22 Pages: 837-843
  • NAID: 110006281861