Mechanism of Mammalian Specific Acquired Genes in Brain
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21K06127
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 43050:Genome biology-related
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
石野 知子 (金児知子) 東海大学, 医学部, 客員教授 (20221757)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松本 裕 東海大学, 医学部, 講師 (80609230)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 哺乳類特異的獲得遺伝子 / SIRH/RTL遺伝子群 / 脳機能 / 自然免疫 / ミクログリア / Sirh3/Rtl6, Sirh8/Rtl5 / LPS / 2本差RNA / 獲得遺伝子 / SIRH/RTL遺伝子 / レトロトランスポゾン / GAGタンパク質 / GAG |
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| Outline of Research at the Start |
SIRH/RTL遺伝子群は哺乳類にのみ存在する遺伝子11個からなる。これらは現存のsushi-ichiレトロトランスポゾンに20～30 %の相同性を有しており、もともとは外来のレトロウイルスに由来し、哺乳類において内在遺伝子化した獲得遺伝子であると考えられる。申請者は一連のノックアウトマウスの解析から、これら遺伝子群が哺乳類の個体発生（特に胎盤と脳機能）に重要な役割を果たすことを明らかにしてきた。本研究では11個のうち、行動異常の原因となる４遺伝子を対象とし、蛍光タンパク質の遺伝子を融合したノックイン マウスの解析を行い、行動異常の原因となる脳部位や発現する神経細胞種、発現時期などを特定する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ウイルス由来と考えられる哺乳類特異的遺伝子Sirh8/Rtl5は、ウイルスのGag遺伝子部分を共通にもつ11個の遺伝子群（我々はSirh 遺伝子群と呼んでいる）のうちのひとつである。我々は同じ遺伝子群のPeg10、Peg11/Rtl1、Sirh7の３遺伝子は哺乳類の胎生に必須である胎盤の形成・機能維持・妊娠に関わるホルモン量のコントロールなどに重要であることを解明し、論文で報告している。哺乳類になって獲得した新しい遺伝子がほ哺乳類の特徴に関わっているという具体例を示すことができたと考えている。また遺伝子群内のSirh3/Rtl6は胎盤の形成・機能には無関係であったが脳で発現し、ヒストンH３の次に相当するレベルの種間での高い保存性をを示した。Sirh3遺伝子の後ろに蛍光タンパク質のVenus遺伝子をつないだノックインマウスの解析から脳の免疫細胞であるミクログリアで発現し、細菌のLPS（リポポリサッカライド）と結合して凝集して、脳内における細菌の感染防御（自然免疫）に関わることを解明した。同じ遺伝子群であるSirh8/Rtl5の機能解析のためにSirh8遺伝子の後ろに蛍光たんぱく質mCehrryの遺伝子を繋いでSirh8タンパクの発現を共焦点レーザー顕微鏡で解析したところ、発現場所は脳内のミクログリア細胞でSirh3/Rtl6と同じであったが、LPSには反応せず、2本鎖RNAと結合して凝集することが明らかになった。ちなみにLPSに結合するSirh3/Rtl6は2本鎖RNAには結合せず、遺伝子ごとにターゲットとなる感染源が異なることが明確になった。進化の過程で獲得したウイルス由来の遺伝子が細菌やウイルスなどの感染源に対抗するように機能分化したと考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
Sirh3/Rtl6とSirh8/Rtl5の解明を論文発表できたことに加えて、Sirh10/Rtl9の脳内での機能解析もほぼ終わり、現在論文投稿準備中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
Sirh10/Rtl9の脳内機能について論文発表を行うことと、すでに一度行動異常で論文発表済みであるSirh11/Rtl4の下流に蛍光たんぱく質Venusの遺伝子を繋いだノックインマウスも作製済みなので、行動異常につながるメカニズムが見いだせるかどうか研究を進める。
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Report
(2 results)
Research Products
(13 results)
