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2013 Fiscal Year Annual Research Report

ゲノム情報解析にもとづく性差構築機構の解明

Planned Research

Project AreaMolecular mechanisms for establishment of sex differences.
Project/Area Number 22132005
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

須山 幹太  九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (70452365)

Project Period (FY) 2010-06-23 – 2015-03-31
Keywords遺伝子発現制御 / 発現制御ネットワーク
Research Abstract

種々の動物種におけるゲノム配列の解読完了や、次世代シークエンサーの開発などの技術革新により、比較ゲノム解析や発現制御解析などが急速に進展した。それらのデータ解析を通して、ゲノムスケールで具体的かつ基本的な生命現象である「性差」を解析対象とすることが可能になった。本研究は、ゲノム情報解析にもとづき、動物種全般に共通、あるいは動物種に固有の性差構築メカニズムを解明することを目的としている。以下に平成25年度における具体的な研究実績を挙げる:
①性差構築を支配するシスエレメントと遺伝子の同定:ChIP-seqのデータからピークを同定し、そのピーク領域に相当するゲノムアライメントを高速に取得するためのプログラムの開発を行った。今後、このプログラムをウェブサーバに実装し公開することで、その有用性を広くアピールする。さらにこのプログラムを用い、エストロゲンレセプターなど、性差に直結すると考えられる転写因子の結合部位について、その進化的保存性についての解析を進める。
②領域内における共同研究の推進:研究計画1(諸橋)との共同研究で、Y1細胞におけるAd4BP/SF-1のChIP-seq解析およびRNA-seqによる発現解析のデータをもとに、その標的遺伝子のバイオインフォマティクス的な解析から、Ad4BP/SF-1が解糖系の一連の酵素群の発現制御を行っていることを見いだした(Baba et al. 2014)。計画研究5(山田)とは器官形成において重要な働きをすると考えられる転写因子の新たな発現制御機構を解明した(Villacorte et al. 2013)。計画研究6(田中)とはメダカの性決定に重要と考えられるDNAのメチル化解析を進めているが、平成25年度はRNA-seqによる発現解析も同時に進め、それらの複合的解析を開始した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成25年度は、領域内共同研究の成果として、Ad4BP/SF-1が有する新規遺伝子発現ネットワーク制御機能の発見(Baba et al. 2014)や、器官形成における新たな転写制御機構の解明(Villacorte et al. 2013)が挙げられる。また、自身の計画研究グループからも哺乳類における新たな選択的スプライシング制御機構の発見があり(Suyama 2013)、今後、トランスクリプトームに見られる性差の解析、たとえば性特異的なスプライスアイソフォームの解析、への発展が期待できる。このように、当初の計画に沿った業績が上がっており、研究が順調に進展していると言える。今後はこの領域オリジナルなサンプルのデータ解析に加え、公共データベースに登録されているエピゲノム情報を有効に活用することで、性差の構築・維持に関する新たな知見の獲得を目指す。

Strategy for Future Research Activity

最終年度となる本年度は、複合的なデータ解析をさらに推し進め、性差を構築する高次な分子基盤の解明を目指す。まず、ChIP-seqにより得られた転写因子結合部位の情報から、ゲノムアライメントを活用することで実際の結合配列(シスエレメント)を網羅的に取得し、それをリスト化する。さらに、RNA-seqによる遺伝子発現情報やヒストン修飾についてのChIP-seqデータを複合的に解析することで、遺伝子発現制御に関するネットワーク構造を明らかにする。それには、領域内データの活用はもちろんであるが、ENCODEやIHECをはじめとする国際的なエピゲノムプロジェクトが公開している大量のエピゲノムデータを積極的に活用することが研究遂行上のカギとなる。これらのデータを統合的に解析することで性差の発現・維持に関連した遺伝子発現制御機構の解明やその分子進化学的な多様性を明らかにする。

  • Research Products

    (12 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Glycolytic genes are targets of the nuclear receptor Ad4BP/SF-12014

    • Author(s)
      Baba T, Otake H, Sato T, Miyabayashi K, Shishido Y, Wang CY, Shima Y, Kimura H, Yagi M, Ishihara Y, Hino S, Ogawa H, Nakao M, Yamazaki T, Kang D, Ohkawa Y, Suyama M, Chung BC, Morohashi K
    • Journal Title

      Nat. Commun.

      Volume: 5 Pages: 3634

    • DOI

      10.1038/ncomms4634

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Mechanistic insights into mutually exclusive splicing in dynamin 12013

    • Author(s)
      Mikita Suyama
    • Journal Title

      Bioinformatics

      Volume: 29 Pages: 2084-2087

    • DOI

      10.1093/bioinformatics/btt368

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] β-Catenin signaling regulates Foxa2 expression during endometrial hyperplasia formation2013

    • Author(s)
      Villacorte M, Suzuki K, Hirasawa A, Ohkawa Y, Suyama M, Maruyama T, Aoki D, Ogino Y, Miyagawa S, Terabayashi T, Tomooka Y, Nakagata N, Yamada G
    • Journal Title

      Oncogene

      Volume: 32 Pages: 3477-3482

    • DOI

      10.1038/onc.2012.376

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 遺伝子発現情報を利用したヒストン修飾領域同定法

    • Author(s)
      佐藤哲也、大川恭行,須山幹太
    • Organizer
      第7回日本エピジェネティクス研究会年会
    • Place of Presentation
      奈良
  • [Presentation] ゲノム情報解析にもとづく性差構築機構の解明

    • Author(s)
      須山幹太
    • Organizer
      新学術領域研究「性差構築の分子基盤」第5回領域会議
    • Place of Presentation
      佐賀
  • [Presentation] Ad4BP/SF-1レギュロンによる統括的なステロイドホルモン産生制御

    • Author(s)
      馬場崇,大竹博之,佐藤哲也,宮林香奈子,宍戸祐里菜,嶋雄一,大川恭行,須山幹太,諸橋憲一郎
    • Organizer
      第21回日本ステロイドホルモン学会学術集会
    • Place of Presentation
      大阪
  • [Presentation] 成獣ライディッヒ細胞における新規Ad4BP/SF-1標的遺伝子の同定

    • Author(s)
      大竹博之, 馬場崇, 佐藤哲也, 嶋雄一, 宮林香奈子, 木村宏, 大川恭行, 須山幹太, 諸橋憲一郎
    • Organizer
      第21回日本ステロイドホルモン学会学術集会
    • Place of Presentation
      大阪
  • [Presentation] RNA-seqデータを利用したヒストン修飾領域同定法

    • Author(s)
      佐藤哲也,大川恭行,須山幹太
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸
  • [Presentation] Ad4BP/SF-1レギュロンによる統括的な細胞内代謝制御

    • Author(s)
      馬場崇,大竹博之,佐藤哲也,宮林香奈子,嶋雄一,八木美佳子,康東天,大川恭行, 須山幹太,諸橋憲一郎
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸
  • [Presentation] Cbx2/M33ノックアウトマウス成長期における長管骨形成異常

    • Author(s)
      福井由宇子,馬場崇,大竹博之,佐藤哲也,大川恭行,須山幹太,諸橋憲一郎,深見真紀
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸
  • [Presentation] 胎仔型ライディッヒ細胞における遺伝子発現プロファイルの経時的変化

    • Author(s)
      宮林香奈子,嶋雄一,佐藤哲也,馬場崇,大竹博之,大川恭行,須山幹太,諸橋憲一郎
    • Organizer
      第17回日本生殖内分泌学会学術集会
    • Place of Presentation
      神戸
  • [Presentation] RNA-seqデータを利用したヒストン修飾領域同定法

    • Author(s)
      佐藤哲也,大川恭行,須山幹太
    • Organizer
      CREST「エピゲノム研究に基づく診断・治療へ向けた新技術の創出」研究領域・第3回領域会議
    • Place of Presentation
      福岡

URL: 

Published: 2015-05-28  

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