Elucidation of de novo gene birth and pseudogenization processes via reconstruction of ancestral transcriptional regulation
Project/Area Number |
21K06132
|
Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 43050:Genome biology-related
|
Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
Principal Investigator |
原 雄一郎 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医学研究センター, 主席研究員 (70709708)
|
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉沢 直子 (須賀田直子) 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医学研究センター, 主席研究員 (30344071)
|
Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
|
Keywords | 偽遺伝子化 / de novo gene / シスエレメント / 超並列レポーターアッセイ / 遺伝子レパートリー |
Outline of Research at the Start |
遺伝子は「タンパク質コード領域」「転写調節領域」の両立によってゲノムに保持される。では遺伝子の創成/消失は、タンパク質コード領域、転写調節領域どちらの創成/消失をきっかけとして成立するか。この問いに答えるために、類人猿のヒトに至る系統で生じた「遺伝子の新規創成(de novo gene)」「偽遺伝子」が成り立つ過程を、祖先遺伝子のタンパク質コード領域および転写調節活性を復元して再現する。本研究では合成した祖先塩基配列を用いる超並列レポーターアッセイを導入し、祖先遺伝子の転写調節活性の計測という技術的困難を克服する。
|
Outline of Annual Research Achievements |
2021年度には、類人猿においてヒトに至る系統で生じた/失われた遺伝子のプロモーター領域を同定し、分子系統解析によりそれらの祖先配列を推定した。2022年度には、超並列レポーターアッセイを用いてプロモーター祖先配列の活性を計測した。対象とする遺伝子から400箇所のプロモーターを選び、その祖先配列をもとにして超並列レポーターアッセイのプロトコルに適合するように約18,000配列のオリゴヌクレオチドプールを設計、合成した。プールされたオリゴヌクレオチドにランダムバーコードを付加し、アッセイ用に設計したバックボーンベクターに挿入してクローニングするとともに、ベクターをシーケンシングしてバーコードとオリゴヌクレオチドの対応関係を計測した。作製したプラスミドベクターをヒトの4種類の培養細胞に導入し、DNA, RNA分子のバーコードをシーケンシングしてプロモーター祖先配列の活性を計測した。加えて、先進ゲノム支援のサポートを受けて、アクティブなプロモーターのヒストンマークであるH3K4me3をターゲットとするHiChIP解析を行った。HiChIPには上記のヒト培養細胞の他にカニクイザルの細胞も用いている。先進ゲノム支援にHiChIPのライブラリ調整とシーケンシングを依頼し、納品された配列データを解析した。その結果、対象とするプロモーターの約半数でコンタクトするゲノム領域が見つかった。これらよりエンハンサーの候補となる領域を絞りこみ、その祖先配列を推定している。
|
Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2022年度に計画した実験を遂行できた。また、先進ゲノム支援のサポートを受けて研究の幅を拡げられた。
|
Strategy for Future Research Activity |
該当遺伝子のエンハンサー配列の祖先配列を推定し、超並列レポーターアッセイによりその活性を計測する。プロモーター、エンハンサー活性の進化過程およびタンパク質コード領域の成立/消失過程を復元することにより、遺伝子の創成/喪失における遺伝子転写調節機構の寄与を明らかにする。
|
Report
(2 results)
Research Products
(10 results)
-
-
-
[Journal Article] Ten years of collaborative progress in the Quest for Orthologs2021
Author(s)
Linard Benjamin、Ebersberger Ingo、McGlynn Shawn E、Glover Natasha、Mochizuki Tomohiro、Patricio Mateus、Lecompte Odile、Nevers Yannis、Thomas Paul D、Gabaldon Toni、Sonnhammer Erik、Dessimoz Christophe、Uchiyama Ikuo、QFO Consortium
-
Journal Title
Molecular Biology and Evolution
Volume: -
Issue: 8
Pages: 3033-3045
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
-