Molecular Mechanisms of the Dual Function of Insulator Proteins
| Project/Area Number |
22KJ2696
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| Project/Area Number (Other) |
22J12769 (2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 43050:Genome biology-related
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
竹内 力 慶應義塾大学, 医学研究科(信濃町), 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2023: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2022: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | ゲノム / インシュレーター / トランスポゾン / テロメア |
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| Outline of Research at the Start |
インシュレーターは(1)エンハンサーの働く範囲を規定する、(2)エピジェネティクス修飾の境界として働くという機能を持つゲノム上のcis-elementであるが、どの様に働く事により、その様な機能を持つかは明らかではない。申請者はショウジョウバエにおいて、Mod(mdg4)タンパク質のvariantの一つがレトロトランスポゾンの制御につながる事を明らかにした。詳細な解析を進めた所、クロマチンの高次構造制御とPol II制御の2種類のメカニズムにより、その機能を発揮する事を見出した。そこで本研究課題では、生化学的や分子生物学的な手法を用いてこの様な変化を引き起こす分子機構の解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度は「インシュレータータンパク質の二重機能を担う分子機構の解明」として、Mod(mdg4)タンパク質がテロメア構成レトロトランスポゾンを制御する機構について明らかにし、論文を投稿し、Nucleic Acids research誌に受理された。
具体的には、テロメアを構成するレトロランスポゾンの発現を制御するタンパク質を明らかにするため、公共データベースを用いてテロメアを構成するレトロトランスポゾンであるHeT-A上に結合するタンパク質のリストを作成した。その中でも機能的なタンパク質を探すためスクリーニングを行い、Mod(mdg4)のvariant N (Mod(mdg4)-N)が重要である事を明らかにした。また、Mod(mdg4)-Nの結合サイトをChIP-seqにより同定し、モチーフ解析と結合配列のアノテーションについて調べ、配列特異性がある事を明らかにした。しかしながら、遺伝子発現への影響はテロメア構成レトロトランスポゾン領域に限られ、特にテロメア/サブテロメア領域での制御に重要である事が分かった。その阻害の分子的なメカニズムとして、Mod(mdg4)-N結合サイト周辺のPol II制御が重要であることも明らかにした。
さらに、Mod(mdg4)-Nのバリアント特異的欠損個体を作成すると、雌の不妊の表現型が見られる。これは、テロメア構成レトロトランスポゾンの制御が何らかのメカニズムを介して、個体の妊孕性を制御している事を示唆する。
以上の結果をまとめ論文を投稿し、追加実験を行った上で、受理された。
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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
計画書における主要達成目標である、研究成果の論文としての発表を今年度で達成できた。ただし、また公開できていない興味深い知見等も残されており、これらの内容については追加解析等を含めて、次年度での発表を目指す。
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| Strategy for Future Research Activity |
二重機能のうち、Pol IIによるエンハンサー阻害活性の制御については、今回論文として発表できた。ただし、ゲノム高次構造の部分については追加解析を含め、更なる実験が必要である。これについては、共同研究者等とのディスカッションも含めながら、多角的な視点でゲノム高次構造の遺伝子発現制御における意義について踏み込んでいきたいと考えている。
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Report
(1 results)
Research Products
(4 results)
