| Project/Area Number |
22K19297
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西原 秀典 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (10450727)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | グアニン四重鎖 / RNA高次構造 / 神経機能 / 脳機能 / ヘテロクロマチン / 神経疾患 / 核酸高次構造 / レトロトランスポゾン / 進化 / 病態 |
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| Outline of Research at the Start |
これまで「ヒトがヒトであるための本質的なゲノムの特徴」は捉えることができていない。トランスポゾンは遺伝子間領域における割合が最も高いことから、脳におけるトランスポゾン機能の解明は「ゲノムと個性」の解明に繋がる可能性がある。また、 グアニン四重鎖（G4）構造を含めた核酸高次構造の研究は、これまで核酸化学分野を中心に研究がなされてきたが、生物における機能的役割は未解明な点が多い。本研究は、未解明である G4 構造の「生理学的意義」にフォーカスすることで異分野融合研究を推進し、新たな研究領域を開拓できる。
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| Outline of Final Research Achievements |
This study demonstrates the genome-wide profiling of DNA G-quadruplex (G4DNA) in mouse post-mitotic neurons and developed an improved method for comprehensive G4DNA profiling. We demonstrate the superior performance of our improved method compared to existing profiling methods. We believe that our study makes a significant contribution to the literature because we clarified that neuronal G4DNA is involved in neurobiological processes via regulating euchromatic gene transcription and LINE-1-associated heterochromatin.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究のG4DNAプロファイリングの新技術には利点がある。従来のCUT＆Tag法を用いた超音波処理によるG4DNAの構造的損傷を回避でき、細胞内発現に最適化されたプローブを使用して生細胞内の内因性G4DNAを検出することが可能となった。この分析によりマウス培養神経細胞におけるG4DNAシグナルはプロモーター領域で高度に濃縮されていることを示した。さらにG4DNAはヘテロクロマチン、特にLINE1で有意な濃縮を示した。これまでの報告ではLINE1転移は神経前駆細胞で高頻度に観察されることから脳の多様性との関与が指摘されている。今後G4がLINE1転移を介して脳の多様性を制御する可能性を追求する。
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