| Project/Area Number |
20K15767
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 43050:Genome biology-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Ito Jumpei 東京大学, 医科学研究所, 助教 (20835540)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 遺伝子発現調節ネットワーク / トランスポゾン / 内在性レトロウイルス / 進化 / 遺伝子発現制御ネットワーク / 生殖細胞 / ヒト始原生殖細胞 / CRISPR/Cas9新規手法開発 |
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| Outline of Research at the Start |
内在性レトロウイルス (endogenous retrovirus; ERV) は自身の配列中に転写調節エレメントを含んでおり、近傍の遺伝子の発現に様々な影響を与える。申請者らは、公的データベースに蓄積したマルチオミクスデータの大規模な再解析から、多数のERVが神経・生殖系の細胞においてエンハンサーとして働いていることを明らかにし、さらにはこれらのERVが近傍に存在する遺伝子の発現を制御することで、上述の細胞の機能・分化に重要な役割を果たしている可能性を見出した。本研究課題の目的は、「ERVの駆動する遺伝子発現ネットワーク」の神経・生殖系細胞における生理機能を明らかにすることである。
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| Outline of Final Research Achievements |
Gene regulatory networks controlling germ cell development have diversified significantly during mammalian evolution, suggesting that they have been fine-tuned during evolution. In this study, we show that LTR5_Hs, an ape-specific ERVs, may have modified the gene regulatory network in primordial germ cells. LTR5_Hs was active as an enhancer in human primordial germ cells established from iPS cells. Furthermore, interspecies comparative transcriptome analysis revealed that the insertion of LTR5_Hs likely altered the gene expression regulatory network in primordial germ cells by creating an ape-specific enhancer.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
生物の形質の進化は、遺伝子配列における変異だけでなく、遺伝子発現制御配列における変異により引き起こされることが知られている。本研究では、配列中に様々な転写調節エレメントを有し、遺伝子のプロモーターやエンハンサーとして働く内在性レトロウイルス（ERV）が、類人猿の進化過程においてゲノムの中で大量に増殖したことで、生殖細胞で働く遺伝子制御ネットワークが大きく書き換えられた可能性を示した。
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