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Studies on the cis-element for mouse class I odorant receptor genes

Research Project

Project/Area Number 17K14932
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Neurophysiology / General neuroscience
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

Iwata Tetsuo  東京工業大学, 技術部, 技術職員 (30771563)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords嗅覚受容体遺伝子 / 遺伝子クラスター / シスエレメント / 長距離エンハンサー / 発現制御領域 / 嗅覚受容体 / 遺伝子発現制御 / 分子・細胞神経科学
Outline of Final Research Achievements

Individual olfactory sensory neurons express a single odorant receptor gene from either class I genes residing in a single cluster on a single chromosome or class II genes spread over multiple clusters on multiple chromosomes. In this study, we identify an enhancer element for mouse class I genes. The J element regulates most class I genes expression by exerting an effect over ~3 megabases within the whole cluster. Deletion of the trans J element increases the expression frequencies of class I genes from the intact J allele, indicating that the allelic exclusion of class I genes depends on the activity of the J element. Our data reveal a long-range cis-regulatory element that governs the singular class I gene expression and has been phylogenetically preserved to retain a single cluster organization of class I genes in mammals.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、クラスⅠ嗅覚受容体遺伝子を制御するエンハンサーを初めて明らかにした。このエンハンサーはマウス以外の哺乳動物間でも高度に保存されており、クラスⅠ遺伝子クラスター全体を制御し、制御する遺伝子の数とゲノム上の距離の両方においてこれまでに例をみない規模で遺伝子発現を制御していることが明らかになった。この”超”長距離作用性のエンハンサーの発見は、嗅覚受容体の遺伝子進化の謎を解く重要な手掛かりになると期待される。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Bcl11b controls odorant receptor class choice in mice2019

    • Author(s)
      Enomoto Takayuki、Nishida Hidefumi、Iwata Tetsuo、Fujita Akito、Nakayama Kanako、Kashiwagi Takahiro、Hatanaka Yasue、Kondo Hiro、Kajitani Rei、Itoh Takehiko、Ohmoto Makoto、Matsumoto Ichiro、Hirota Junji
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 2 Issue: 1 Pages: 296-296

    • DOI

      10.1038/s42003-019-0536-x

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A single pheromone receptor gene conserved across 400 million years of vertebrate evolution2018

    • Author(s)
      Suzuki Hikoyu、Nishida Hidefumi、Kondo Hiro、Yoda Ryota、Iwata Tetsuo、Nakayama Kanako、Enomoto Takayuki、Wu Jiaqi、Moriya-Ito Keiko、Miyazaki Masao、Wakabayashi Yoshihiro、Kishida Takushi、Okabe Masataka、Suzuki Yutaka、Ito Takehiko、Hirota Junji、Nikaido Masato
    • Journal Title

      Molecular Biology and Evolution

      Volume: 35 Issue: 12 Pages: 2928-2939

    • DOI

      10.1093/molbev/msy186

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A long-range cis-regulatory element for class I odorant receptor genes2017

    • Author(s)
      Iwata Tetsuo、Niimura Yoshihito、Kobayashi Chizuru、Shirakawa Daichi、Suzuki Hikoyu、Enomoto Takayuki、Touhara Kazushige、Yoshihara Yoshihiro、Hirota Junji
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 1-12

    • DOI

      10.1038/s41467-017-00870-4

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Molecular mechanism of class I odorant receptor gene expression2019

    • Author(s)
      Tetsuo Iwata, Takayuki Enomoto, Junji Hirota
    • Organizer
      日本味と匂学会第53回大会シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 新規鋤鼻受容体候補分子ancV1Rのフェロモン受容における役割2019

    • Author(s)
      近藤宏、岩田哲郎、鈴木彦有、永嶌鮎美、村田健、東原和成、二階堂雅人、廣田順二
    • Organizer
      日本味と匂学会第53回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 嗅覚受容体巨大遺伝子クラスターを制御する長距離シスエレメント2018

    • Author(s)
      岩田哲郎、新村芳人、小林千鶴、白川大地、鈴木彦有、榎本孝幸、東原和成、吉原良浩、廣田順二
    • Organizer
      日本遺伝学会 第90回大会 ワークショップ
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 嗅覚受容体遺伝子発現における転写因子 Ldb1 の機能解析2018

    • Author(s)
      猪爪舞花、岩田哲郎、Saiku Daniel、斎藤真人、飯塚遥香、小澤悠太、永嶌鮎美、廣田順二
    • Organizer
      日本味と匂学会第52回大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 転写因子 Bcl11b による嗅神経細胞の二者択一的運命決定の制御機構の解明2018

    • Author(s)
      柏木貴裕、榎本孝幸、岩田哲郎、廣田順二
    • Organizer
      日本味と匂学会第52回大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Class I 嗅覚受容体遺伝子の転写調節領域の機能解析2018

    • Author(s)
      留岡諭志、岩田哲郎、廣田順二
    • Organizer
      日本味と匂学会第52回大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 新規フェロモン受容体候補分子 ancV1R の機能解明2018

    • Author(s)
      近藤宏、岩田哲郎、鈴木彦有、永嶌鮎美 、二階堂雅人、廣田順二
    • Organizer
      日本味と匂学会第52回大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] An extraordinary long-range cis-regulatory element for class I odorant receptor genes2018

    • Author(s)
      Tetsuo Iwata, Yoshihito Niimura, Chizuru Kobayashi, Daichi Shirakawa, Hikoyu Suzuki, Takayuki Enomoto, Kazushige Touhara, Yoshihiro Yoshihara, Junji Hirota
    • Organizer
      日本ゲノム編集学会 第3回大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Class I 嗅覚受容体遺伝子発現制御2018

    • Author(s)
      岩田哲郎
    • Organizer
      第5回ケモビ研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Class I嗅覚受容体遺伝子の長距離シスエレメントの同定2017

    • Author(s)
      岩田哲郎、新村芳人、小林千鶴、白川大地、鈴木彦有、榎本孝幸、東原和成、吉原良浩、廣田順二
    • Organizer
      日本味と匂学会第51回大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Bcl11bは2種類の嗅神経細胞の運命選択を支配する2017

    • Author(s)
      榎本孝幸、西田秀史、岩田哲郎、中山叶子、藤田暁人、柏木貴裕、畠中靖恵、梶谷嶺、伊藤武彦、鷹本真、松本一朗 、廣田順二
    • Organizer
      第40回日本神経科学大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Remarks] プレスリリース(超巨大遺伝子群を制御するゲノム領域を発見)

    • URL

      https://www.titech.ac.jp/news/2017/039272.html

    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-12-27  

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