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Mechenism of mammalian specific retrotransposon-derived genes in brain

Research Project

Project/Area Number 17K07243
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Genome biology
Research InstitutionTokai University

Principal Investigator

Ishino(Kaneko) Tomoko  東海大学, 医学部, 客員教授 (20221757)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywordsレトロトランスポゾン/ウイルス由来遺伝子 / RTL/SIRH genes / 哺乳類特異的遺伝子 / Rtl6/Sirh3 / 脳 / 自然免疫 / ミクログリア / LPS / 獲得遺伝子 / SIRH/RTL遺伝子 / 脳機能 / Sirh3/Rtl6 / GAGタンパク質 / レトロトランスポゾン / domesticated gene / 哺乳類特異的 / レトロトランスポゾン由来 / Sirh family / 行動異常 / Sirh3/Ldoc1l / Sirh11/Zcchc16 / Sirh famiry / 睡眠異常 / Sirh11 / Sirh3
Outline of Final Research Achievements

We have demonstrated that retrovirus-derived Rtl6/Sirh3 gene play an important role in the brain innate immune system via its function against bacteria. Rtl6/Sirh3 is one of most conserved genes in eutherians, however, its presumably important function remained elusive for long time. We turned out that RTL6/SIRH3 protein is expressed in microglia and play an essential role to trap a most dangerous bacterial toxin, lipopolysaccharide, as secreted protein in the brain. The fact that a retrovirus-derived gene plays against bacterial infection in the eutherian brain, indicating among the conserved Toll-like receptor (TLR) system in animal kingdom, this eutherian-specific novel constituent plays an important role against bacteria in TLR independent manner, implying that eutherian innate immune system have evolved via acquisition of retrovirus-derived gene(s).

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ヒトを含む哺乳類のゲノムには、機能不明のレトロウイルス由来の遺伝子が30以上存在する。本研究のRTL6/SIRH3遺伝子が脳の自然免疫で、細菌感染に対する防御に機能していることを解明し、レトロウイルス由来の遺伝子が細菌感染防御に機能するという、全く予想できなかった事実が明らかになった。これは、Toll-like receptorシステムが動き出す前に、独自に機能していると考えられ、哺乳類の自然免疫系の進化を世界で初めて示したものである。進化における生物とウイルスの関係に新たな知見を与えたものであるだけでなく、将来、脳疾患の原因解明にもつながることが期待される。

Report

(7 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (37 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 2 results) Book (2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Retrovirus-derived RTL5 and RTL6 genes are novel constituents of the innate immune system in the eutherian brain.2022

    • Author(s)
      Masahito Irie, Johbu Ito, Ayumi Matsuzawa, Masahito Ikawa, Hiroshi Kiyonari, Miho Kihara, Toru Suzuki, Yuichi Hiraoka, Fumitoshi Ishino, Tomoko Kaneko-Ishino.
    • Journal Title

      Developmennt

      Volume: 149 (18): dev200976. Issue: 18

    • DOI

      10.1242/dev.200976

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Evolutionary Advantage in Mammals of the Complementary Monoallelic Expression Mechanism of Genomic Imprinting and Its Emergence From a Defense Against the Insertion Into the Host Genome2022

    • Author(s)
      Kaneko-Ishino Tomoko、Ishino Fumitoshi
    • Journal Title

      Frontiers in Genetics

      Volume: 13

    • DOI

      10.3389/fgene.2022.832983

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Retrovirus-derived acquired genes, RTL5 and RTL6, are novel constituents of the innate immune system in the eutherian brain.2021

    • Author(s)
      Irie M, Ithoh J. Matsuzawa A, Ikawa M, Suzuki Y, Hiraoka Y, Ishino F and Kaneko-Isihno T.
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: 2021 Pages: 2021-2021

    • DOI

      10.1101/2021.12.29.474483

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    • Open Access
  • [Journal Article] PEG10 viral aspartic protease domain is essential for the maintenance of fetal capillary structure in the mouse placenta2021

    • Author(s)
      Hirosuke Shiura, Ryuichi Ono, Saori Tachibana, Takashi Kohda, Tomoko Kaneko-Ishino and Fumitoshi Ishino
    • Journal Title

      Development

      Volume: 148 Issue: 19 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1242/dev.199564

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  • [Journal Article] Cooperation and Competition in Mammalian Evolution -Gene Domestication from LTR Retrotransposons-2019

    • Author(s)
      Tomoko Kaneko-Ishino and Fumitoshi Ishino
    • Journal Title

      Evolution, Origin of Life, Concepts and Methods

      Volume: Chapter 15 Pages: 317-333

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  • [Journal Article] Evolution of viviparity in mammals: what genomic imprinting tells us about mammalian placental evolution2019

    • Author(s)
      Tomoko Kaneko-Ishino and Fumitoshi Ishino
    • Journal Title

      Reproduction, Fertility and Development

      Volume: in press Issue: 7 Pages: 1219-1227

    • DOI

      10.1071/rd18127

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  • [Presentation] 脳の自然免疫の最前線で機能するレトロウイルス由来の遺伝子 Sirh3/Rtl6とSirh8/Rtl52022

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  • [Presentation] 哺乳類特異的な獲得遺伝子群の同定と機能2021

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      金児-石野 知子
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      2021年日本バイオインフォマティクス学会年会・ 第10回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2021)
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  • [Presentation] 神経系における真獣類特異的遺伝子PEG11/RTL1の役割と鏡-緒方 症候群およびテンプル症候群への影響2021

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      北澤 萌恵 酢谷 明人 金児-石野 知子 石野 史敏
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  • [Presentation] HERV由来配列ERVPb1は真猿型下目で保存され、マクロファージを含ん だ造血細胞系列で発現を示2021

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      松沢 歩 李 知英 中川 草 伊東 丈夫 上田 真保子 三橋 里美 高地 雄太 金児-石野 知子 石野 史敏
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  • [Presentation] 真獣類特異的に存在するレトロトランスポゾン遺伝子Sirh4, 5, 6の機能解析2021

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      藤岡 慶史 石井 雅之 志浦 相寛 小野 竜一 伊藤 日加瑠 平手 良和 遠藤 墾 金井 正美 金児-石野 知子 石野 史敏
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      第44回分子生物学会年会
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      藤岡 慶史 石井 雅之 志浦 相寛 小野 竜一 伊藤 日加瑠 平手 良和 遠藤 墾 金井 正美 金児-石野 知子 石野 史敏
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  • [Presentation] LTRレトロトランスポゾン由来の哺乳類特異的遺伝子Sirh3/Rtl6の脳における機能2021

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      金児-石野 知子
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  • [Presentation] LTRレトロトランスポゾン由来獲得遺伝子Sirh3/Rtl6は胎仔期・新生仔期の脳で高発現し、行動異常に関わる2020

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      金児-石野 知子
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  • [Presentation] Peg11/Rtl1は胎児・新生児期の骨格筋発生に関与する鏡―緒方・テンプル症候群の主要原因遺伝子である2019

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      石野 史敏、北澤 萌恵、金児-石野 知子
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  • [Presentation] レトロトランスポゾン由来Peg10遺伝子のプロテアーゼ活性は胎盤の血管構造維持に必須である2019

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      志浦 寛相、小野 竜一、立花 沙織、 田中 希弥藤井 万由子、小松 巧実、 金児-石野 知子、石野 史敏
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  • [Presentation] ヒトゲノムで機能を獲得した HERV由来配列の探索2019

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      金児-石野 知子、入江 将仁、伊東 丈夫、高安 直子、立花 沙織、石野 史敏
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  • [Presentation] Brain function exerted by an LTR retrotransposon-derived Sirh3/Ldoc1l2018

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      Tomoko Kaneko-Ishino, Masahito Irie, Jobu Ito, Saori Tachibana, Shigeharu Wakana anf Fumitoshi Ishino
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      22nd Evolutionary Bioligy Meeting at Marseilles
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  • [Presentation] Evolution of skeletal muscle in mammals by domestication of an LTR retrotrasposon2018

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    • Organizer
      The 2nd Japan-Korea International Symposium for Transposable Elements
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  • [Presentation] 覚醒・睡眠パターン制御にかかわる真獣類特異的なLTRレトロトランス2017

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      石野史敏、入江将仁、吉川正信、幸田尚、金児-石野知子
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      生命科学系学会合同年次大会 ConBio2017
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      志浦寛相、小野竜一、立花沙織、田中希弥、金児-石野知子、石野史敏
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      生命科学系学会合同年次大会 ConBio2017
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  • [Presentation] 真獣類特異的遺伝子Peg11/Rtl1は胎盤および胎仔の発生に重要である2017

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      北澤萌恵、林晋一郎、今村道博、武田伸一、大石由美子、金児-石野知子、石野史敏
    • Organizer
      生命科学系学会合同年次大会 ConBio2017
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  • [Book] Evolutionary Biology: Self/Nonself Evolution, Species and Complex Traits Evolution, Methods and Concepts2017

    • Author(s)
      Tomoko Kaneko-Ishino, Masahito Irie and Fimitoshi Ishino
    • Total Pages
      396
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      9783319615684
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  • [Book] 遺伝子発現制御 クロマチン,転写制御,エピジェネティクス2017

    • Author(s)
      金児-石野知子
    • Total Pages
      250
    • Publisher
      東京化学同人
    • ISBN
      9784807909179
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  • [Remarks] from Chance Event to Necessity

    • URL

      http://mammalian-specific-genes.med.u-tokai.ac.jp/

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  • [Remarks] 偶然から必然へ ~From Chance Event to Necessity~

    • URL

      http://mammalian-specific-genes.med.u-tokai.ac.jp/index.html

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Published: 2017-04-28   Modified: 2024-01-30  

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