クロマチン構造による反復配列由来エンハンサーの制御機構

• Project Area: Systematic study of chromosome adaptation
• Project/Area Number: 25125719
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Foundation for Advancement of International Science
• Principal Investigator: 岡田 典弘 公益財団法人国際科学振興財団, シーラカンス研究所, 所長 (60132982)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000); Fiscal Year 2014: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2013: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
• Keywords: 進化 / 生物多様性 / クロマチン / エンハンサー

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、反復配列に由来するエンハンサーのクロマチン状態を解析することにより、どのようにエピジェネティックな制御を受けてエンハンサー機能を示すのかを明らかにすることである。平成25度に完了したAS021座位の解析に加え、平成26年度は哺乳類の吻部でエンハンサー活性を示す反復配列由来のAS3_9座位についてDNAメチル化状態の解析をおこなってきた。その結果、エンハンサー活性を示すE11.5胚の吻部においては10.8%と低いメチル化率を示し、一方で終脳、中脳、尾部組織において低メチル化は見られなかった。さらにAS021による転写調節ターゲットであるSatb2、およびAS3_9の調節対象であるWnt5aのプロモーター周辺領域に関して同様の解析を行った結果、マウスの発生ステージ・組織にかかわらず7％以下の低メチル化状態であることが明らかとなった。
一方、哺乳類で保存されていない反復配列領域についても同様の解析をおこなった。その際、マウスゲノム情報、反復配列アノテーションデータ、および哺乳類間の保存度スコアデータを利用して全反復配列について保存度の比較解析をおこない、保存度の低いものを解析ターゲットとして選択した。その結果、マウスのいずれの発生ステージ・組織においてもエンハンサー機能を示す反復配列のような低メチル化状態は観察されなかった。
以上のように、本研究で解析した反復配列由来のエンハンサーは、通常の反復配列とは大きく異なり、マウス発生過程における活性組織特異的に低メチル化されることが明らかとなった。これは一般のエンハンサーに極めて近いクロマチン修飾機構を持つことを意味している。一方でこれらエンハンサーの調節対象遺伝子は一貫して低メチル化状態であることから、その転写調節がエンハンサーに大きく依存している可能性が見出された。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Integrated mechanism for the generation of the 5' junctions of LINE inserts. (2014)
  • Author(s): Yamaguchi K., Kajikawa M. and Okada N.
  • Journal Title: Nucleic Acids Research Volume: 42 Issue: 21 Pages: 13269-13279
  • DOI: 10.1093/nar/gku1067
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Mechanism by which a LINE protein recognizes its 3' tail RNA. (2014)
  • Author(s): Hayashi Y., Kajikawa M., Matsumoto T. and Okada N.
  • Journal Title: Nucleic Acids Research Volume: 42 Issue: 16 Pages: 10605-10617
  • DOI: 10.1093/nar/gku753
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Multiple episodic evolution events in V1R receptor genes of East-African cichlids (2014)
  • Author(s): Nikaido M, Ota T, Hirata T, Satta Y, Saito Y, Aibara M, Mzighani SI, Hagino-Yamagishi K, Sturmbauer C, Okada N.
  • Journal Title: Genome Biology and Evolution Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evolutionary Changes in Vertebrate Genome Signatures with Special Focus on Coelacanth (2014)
  • Author(s): Iwasaki Y, Abe T, Okada N, Wada K, Wada Y, Ikemura T.
  • Journal Title: DNA Research Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Construction of chromosome markers from the Lake Victoria cichlid Paralabidochromis chilotes and their application to comparative mapping (2014)
  • Author(s): Kuroiwa A, Terai Y, Kobayashi N, Yoshida K, Suzuki M, Nakanishi A, Matsuda Y, Watanabe M, Okada N.
  • Journal Title: Cytogenetic and Genome Research Volume: 142 Issue: 2 Pages: 112-120
  • DOI: 10.1159/000356128
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] In vitro screening for compounds that enhance human L1 mobilization (2013)
  • Author(s): Terasaki N, Goodier JL, Cheung LE, Wang YJ, Kajikawa M, Kazazian HH Jr, Okada N.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 8 Issue: 9 Pages: e74629-e74629
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0074629
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genetic structure of pelagic and littoral cichlid fishes from Lake Victoria (2013)
  • Author(s): Takeda M, Kusumi J, Mizoiri S, Aibara M, Mzighani SI, Sato T, Terai Y, Okada N, Tachida H.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 8 Issue: 9 Pages: e74088-e74088
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0074088
  • NAID: 120006627279
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Coelacanth genomes reveal a variety of signatures for evolutionary transition from water to land (2013)
  • Author(s): Nikaido M, Noguchi, H, Nishihara H, Toyoda A, Suzuki Y, Kajitani R, Suzuki H, Okuno M, Aibara M, Ngatunga BP, Mzighani SI, Kalombo HW, Masengi KW, Tuda J, Nogami S, Maeda R, Iwata M, Abe Y, Fujimura K, Okabe M, Amano T, Maeno A, Shiroishi T, Itoh T, Sugano S, Kohara Y, Fujiyama A, Okada N.
  • Journal Title: Genome Research Volume: 23巻10号 Issue: 10 Pages: 1740-1748
  • DOI: 10.1101/gr.158105.113
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lineage specifice xpansion of V2R receptor (OlfC) genes in cichlids may contribute to diversification in amino acid detection (2013)
  • Author(s): Nikaido M, Suzuki H, Toyoda A, FujiyamaA, Hagino-Yamagishi K, Kocher TD, Carleton KL, Okada N
  • Journal Title: Genome Biol Volume: Evol.5 Issue: 4 Pages: 711-722
  • DOI: 10.1093/gbe/evt041
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The complete mitochondrial genomes of deep-sea squid (Bathyteuthis abyssicola), bob-tail squid (Semirossia patagonica) and four giant cuttlefish (Sepia apama, S. latimanus, S. lycidas and S. pharanois), and their application to the phylogenetic analysis of Decapodiformes (2013)
  • Author(s): Kawashima Y, Nishihara H, Akasaki T, Nikaido M, Tsuchiya K, Segawa S, Okada N.
  • Journal Title: Molecular Phylogenetics and Evolution Volume: 69 Issue: 3 Pages: 980-993
  • DOI: 10.1016/j.ympev.2013.06.007
  • Peer Reviewed
• [Presentation] SINEが関与した哺乳類のミクロ進化とマクロ進化 (2013)
  • Author(s): 西原秀典、岡田典弘
  • Organizer: 日本遺伝学会第85回大会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学