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新しいゲノム遺伝子相関を創出する脊椎動物特有の遠位エンハンサーによる進化

Publicly Offered Research

Project AreaCorrelative gene system: establishing next-generation genetics
Project/Area Number 26113720
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

隅山 健太  国立研究開発法人理化学研究所, 生命システム研究センター, ユニットリーダー (00370114)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000)
Fiscal Year 2015: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2014: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Keywordsゲノム編集 / cis-element / ノックアウトマウス / 進化 / 転写制御
Outline of Annual Research Achievements

新奇器官が進化するとき、既存の遺伝子が新たな発現を獲得し新しいネットワークが生まれ器官の発生制御プログラムが完成する。そこでは高度に調律されたシス調節因子の成立が必要である。哺乳類進化にとって重要なステップである胎盤進化はこのモデル系として最適である。
胎盤発生とその進化に重要な役割を果たしているHoxA13遺伝子およびDlx3-4遺伝子とその胎盤エンハンサー関連領域を解析するため、まず近年急速に発展しているゲノム編集技術の改良を進めた。連携研究者の理研・岡田康志チームリーダーとの共同研究により独自の改良を加えたsuperTALENによるマウス受精卵への高効率直接ゲノム編集法を確立することに成功した。さらにCRISPR/Cas9システムの改良によりF0世代でほぼ100%ノックアウトを実現する技術を確立した(Sunagawa, Sumiyama et al. Cell reports 2016, Tatsuki et al. Neuron 2016)。この技術を応用してHoxA13遺伝子およびDlx3-4遺伝子コード領域・非コード領域双方の主要因子の各種ノックアウト・ノックインマウス作製を進め、これまでに複数の系統確立に成功した。第一世代のDlx3, Dlx4の遺伝子コード領域ノックアウトマウスの表現型は、Dlx3で胎盤の形成不全・毛の発生異常など、これまでの報告および予想と一致するものであった。今後は非コード領域のノックイン・ノックアウトマウスの作製をさらに進めるとともに、すでに樹立した非コード領域ノックアウトマウスとコード領域ノックアウトマウスとの表現型比較を行い、エンハンサー領域毎の表現型の解析を進めてその進化過程についての考察をまとめていく予定である。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Mammalian Reverse Genetics without Crossing Reveals Nr3a as a Short-Sleeper Gene.2016

    • Author(s)
      Sunagawa GA, Sumiyama K, Ukai-Tadenuma M, Perrin D, Fujishima H, Ukai H, Nishimura O, Shi S, Ohno R, Narumi R, Shimizu Y, Tone D, Ode KL, Kuraku S, Ueda HR.
    • Journal Title

      Cell Rep.

      Volume: 14 Issue: 3 Pages: 662-677

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2015.12.052

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Involvement of Ca2+-dependent hyperpolarization in sleep duration in mammals2016

    • Author(s)
      Fumiya Tatsuki, Genshiro A. Sunagawa, Shoi Shi, Etsuo A. Susaki, Hiroko Yukinaga, Dimitri Perrin, Kenta Sumiyama, Maki Ukai-Tadenuma, Hiroshi Fujishima, Rei-ichiro Ohno, Daisuke Tone, Koji L. Ode, Katsuhiko Matsumoto, Hiroki R. Ueda
    • Journal Title

      Neuron

      Volume: 印刷中 Issue: 1 Pages: 70-85

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2016.02.032

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Directed migration of pulmonary neuroendocrine cells toward airway branches organizes the stereotypic location of neuroepithelial bodies.2015

    • Author(s)
      Noguchi, M., Sumiyama, K., Morimoto M.
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 13 Issue: 12 Pages: 2679-86

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2015.11.058

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Circuit-dependent striatal PKA and ERK signaling underlies rapid behavioral shift in mating reaction of male mice.2015

    • Author(s)
      Goto A, Nakahara I, Yamaguchi T, Kamioka Y, Sumiyama K, Matsuda M, Nakanishi S, Funabiki K
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      Volume: 112 Issue: 21 Pages: 6718-6723

    • DOI

      10.1073/pnas.1507121112

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Lineage specific conserved noncoding sequences of plant genomes: their possible role in nucleosome positioning.2014

    • Author(s)
      Hettiarachchi N., Kryukov K., Sumiyama K., Saitou N
    • Journal Title

      Genome Biology and Evolution

      Volume: 6 Issue: 9 Pages: 2527-2542

    • DOI

      10.1093/gbe/evu188

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] In vivo imaging reveals PKA regulation of ERK activity during neutrophil recruitment to inflamed intestines.2014

    • Author(s)
      Mizuno, R., Kamioka, Y., Kabashima, K., Imajo, M., Sumiyama, K., Nakasho, E., Ito, T., Hamazaki, Y., Okuchi, Y., Sakai, Y., Kiyokawa, E., and Matsuda, M.
    • Journal Title

      J Exp Med

      Volume: 211 Issue: 6 Pages: 1123-36

    • DOI

      10.1084/jem.20132112

    • NAID

      120005439165

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Genome editing technologies for gene knockout phenotyping on founder mice2015

    • Author(s)
      Kenta Sumiyama
    • Organizer
      RIKEN Symposium - The present and the future of synthetic biology
    • Place of Presentation
      RIKEN KOBE CDB, 兵庫県神戸市
    • Year and Date
      2015-12-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Higher expression of Adcyap1gene is associated with altered behavioral and prolonged physiological responses to stress in wild-derived MSM mice2015

    • Author(s)
      Akira Tanave, Aki Takahashi, Kenta Sumiyama, and Tsuyoshi Koide
    • Organizer
      29th Annual Conference of the International Mammalian Genome Society
    • Place of Presentation
      Yokohama Port Opening Memorial Hall, Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2015-11-08
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development and application of improved TALE protein2015

    • Author(s)
      Kazuho Ikeda, Yoko Terahara, Kenta Sumiyama, Yasushi Okada
    • Organizer
      第53回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      金沢大学、石川県金沢市
    • Year and Date
      2015-09-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 簡単で高効率なTol2トランスポゾンシステムと細胞質インジェクションによるトランスジェネシス法2015

    • Author(s)
      隅山健太
    • Organizer
      第29回モロシヌス研究会
    • Place of Presentation
      かんぽの宿 有馬、兵庫県神戸市
    • Year and Date
      2015-07-04
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 高活性型TALE蛋白質の開発とゲノム配列ライブイメージングへの応用2015

    • Author(s)
      池田一穂、寺原陽子、隅山健太、岡田康志
    • Organizer
      第67回日本細胞生物学会大会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀、東京
    • Year and Date
      2015-06-30
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 非コード領域は何のために存在する?2015

    • Author(s)
      隅山健太
    • Organizer
      遺伝研研究集会「ビッグデータ時代の分子進化」
    • Place of Presentation
      国立遺伝学研究所、静岡県三島市
    • Year and Date
      2015-06-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Super-active TALEN with improved stability at 37 degree Celsius enables highly efficient and homogeneous gene knockout in mammalian embryos2014

    • Author(s)
      Ikeda, K., Y. Terahara, K. Sumiyama, N. Miyashita, Y. Sugita, Y. Okada
    • Organizer
      the 2014 ASCB/IFCB meeting
    • Place of Presentation
      Pennsylvania Convention Center, Philadelphia, PA, USA
    • Year and Date
      2014-12-08
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 集団遺伝研究部門とゲノム編集の時代2014

    • Author(s)
      隅山 健太
    • Organizer
      木村資生先生生誕90年祝賀シンポジウム
    • Place of Presentation
      国立遺伝学研究所、静岡県三島市
    • Year and Date
      2014-11-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] TALE蛋白DNA結合ドメインの改変による高活性TALEN2014

    • Author(s)
      池田一穂、寺原陽子、隅山健太、宮下尚之、岡田康志
    • Organizer
      第4回ゲノム編集研究会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場ダリア、広島県広島市
    • Year and Date
      2014-10-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 哺乳類分子進化研究におけるゲノム編集技術の有用性と残された問題点2014

    • Author(s)
      隅山 健太
    • Organizer
      遺伝研研究集会「ゲノム編集時代の分子進化」
    • Place of Presentation
      国立遺伝学研究所、静岡県三島市
    • Year and Date
      2014-06-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Book] 「遺伝子が語る生命38億年の謎 - なぜ、ゾウはネズミより長生きか?」 国立遺伝学研究所 (編) 第Ⅱ部 人類進化の謎 第8章 ヒトゲノムの暗黒部分の謎―どのような遺伝子の変化がヒトを進化させてきたのか?2014

    • Author(s)
      隅山健太
    • Publisher
      悠書館
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Book] 「ゲノム編集革命」現代化学2014年8月号2014

    • Author(s)
      岡田康志
    • Publisher
      株式会社東京化学同人
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-28  

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