The molecular basis of gene expression regulation by a super-long range cis-regulatory element
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22K06426
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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 46010:Neuroscience-general-related
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
岩田 哲郎 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (30771563)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 嗅覚受容体 / 遺伝子発現制御領域 / 長距離エンハンサー / エンハンサー / 遺伝子クラスター / 遺伝子発現制御 |
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| Outline of Research at the Start |
ClassⅠタイプ嗅覚受容体は、動物の進化の過程ですべての遺伝子が染色体上の１カ所に留まり、長大な遺伝子クラスターを形成している。これまでの研究により、この遺伝子クラスターを制御する調節配列（エンハンサー）は、「制御する遺伝子数」と「ゲノム上の作用範囲」の2点において他に類を見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。本研究では、このエンハンサー中の特徴的な配列や、ClassⅠ嗅覚受容体遺伝子クラスターのゲノム構造に着目し、“超”長距離発現制御を可能にする分子基盤の解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ClassⅠタイプ嗅覚受容体は、動物の進化の過程ですべての遺伝子が染色体上の1カ所に留まり、長大な遺伝子クラスターを形成している。これまでの研究により、この遺伝子クラスターを制御するエンハンサーであるJ-elementは、「制御する遺伝子数」と「ゲノム上の作用範囲」の2点において他に類を見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。本研究では、このエンハンサー中の特徴的な配列や、ClassⅠ嗅覚受容体遺伝子クラスターのゲノム構造に着目し、“超”長距離発現制御を可能にする分子基盤の解明を目的とする。
J-elementにおいて新たに見出されたコンセンサスモチーフの機能を明らかにするためノックアウトマウスを作出した。網羅的遺伝子発現解析をおこなったところ、ClassⅠ遺伝子の一部で発現変化が認められたため現在詳しく解析を進めている。また、ClassⅠ発現嗅神経細胞をFACSにより分取し、網羅的オープンクロマチン（ATAC-sequencing）解析を実施した。また、ClassⅠ遺伝子クラスターのシンテニーに着目し、本研究では最近作出に成功した嗅神経細胞特異的または神経前駆細胞特異的にCreを発現させることができる２つの系統を用いて、ClassⅠ遺伝子クラスターの中央部に保存されるβグロビン遺伝子クラスターのコンディショナルノックアウトマウスを作出した。しかし、いずれのマウスでもClassⅠ遺伝子発現への影響は認められなかったことから、βグロビン遺伝子クラスターの存在はClassⅠ遺伝子発現に影響しないことが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
J-element中の新規コンセンサスモチーフの解析では、欠失マウスの作出に成功して解析に取り掛かっている。ClassⅠ発現嗅神経細胞のエピジェネティック解析については、これまでに作出したトランスジェニックマウスを活用してClassⅠ発現細胞を分取し、受託したオープンクロマチン解析が良好な品質で結果が得られている。ゲノム構造に着目した解析では、嗅神経細胞の発生過程において嗅覚受容体遺伝子発現開始前・後のそれぞれの時期にCreの発現を駆動できる系統を用いて、ClassⅠ遺伝子発現への影響を評価できた。以上の点から、本年度はいずれの研究計画においても一定の進捗と成果が得られており、総合的におおむね順調であると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在のところ計画の通り結果が得られてきているが、βグロビン遺伝子クラスターの解析では欠失させるタイミングが異なる２種類のマウスを用いてもClassⅠ遺伝子発現への影響が認められなかったことから、βグロビン遺伝子クラスターの存在は、ClassⅠ遺伝子発現への発現へ影響しないと結論付けた。したがって来年度は、J-element中の新規コンセンサスモチーフの機能解析とClassⅠ発現嗅神経細胞のエピジェネティック解析を対象に研究を継続してゆきたい。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
