2014 Fiscal Year Annual Research Report
鳥類の共有派生形質を規定するゲノム配列とその機能の解明
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14J07050
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
関 亮平 国立遺伝学研究所, 系統生物研究センター, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 比較ゲノム / 四肢 / 形態形成 / 発生生物学 / 国際情報交換 / 中国 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、鳥類に特徴的な形質の原因となるゲノム配列およびその機能を明らかにすることである。これまでのGuojie Zhangら（BGI-Shenzhen、中国）との共同研究により、鳥類特異的な保存配列（avian specific highly conserved element, ASHCE）の大多数がnon-coding領域に存在すること、さらにそれらの近傍遺伝子の中に鳥類特異的な発現を示すものがあることを見出している。そこで当該年度は、ASHCEがエンハンサーとして標的遺伝子の鳥類特異的な発現をもたらしているという仮説を、以下の２つの側面から検証した。
１．ChIP-seqを用いたASHCEのエピゲノム解析
多くのASHCEがnon-coding領域に存在するものの、実際にこれらがエンハンサーとして機能しているかどうかは不明である。そこで、エンハンサーの指標となるヒストン修飾に着目し、ニワトリ胚から採集したクロマチンに対してChIP-seq解析をおこなった。その結果、全ASHCEの約27%が何らかのエンハンサーマークをもつことが明らかとなった。
２．ニワトリ胚およびマウス胚を用いたASHCEのレポーターアッセイ
ASHCEの近傍に存在し、鳥類特異的な発現を示す遺伝子の中でも、Sim1は前肢芽の風切り羽の形成領域に発現するという点で特に興味深いものであった。そこで、Sim1近傍のASHCEがエンハンサーとして機能するかどうかを、ニワトリ胚およびマウス胚を用いたレポーターアッセイにより検証した。いずれの場合でも、ニワトリでの発現を模倣するようなレポーターシグナルが観察された。以上の解析結果から、Sim1近傍のASHCEがエンハンサーとしての機能をもつことに加え、このエンハンサーの活性化に十分なトランス因子群がマウス胚においても存在することが示唆される。
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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
当初の研究実施計画と比べると解析手法に関して若干の変更はあったものの、in situ hybridizationによる候補遺伝子のスクリーニング、ASHCEのレポーターアッセイ、ChIP-seq解析などをおこない、ほぼ予定通りの段階まで達成できた。これまでの研究成果をまとめ、現在既に論文執筆中であることも加味すると、おおむね順調に進展しているものと評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
Sim1近傍のASHCEのエンハンサー活性についてさらに解析を進めるとともに、Sim1が風切り羽形成に関してどのような機能をもつのかを解析する予定である。具体的には、まずSim1の発現解析をより詳細なレベルでおこない、発現開始時期や発生に伴う発現の変化を記載し、風切り羽形成とどのように関連しうるのかを考察する。また、ニワトリ胚を用いた機能亢進および機能抑制実験を実施することで、Sim1の機能解析をおこなう。さらに、トランスジェニックマウスを作製することで、Sim1の強制発現による影響を見る。
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[Presentation] Avian-specific highly conserved genomic elements and their possible roles in regulation of avian-specific gene expression2014
Author(s)
Ryohei Seki, Cai Li, Shiro Egawa, Mao Kondo, Tomohiko Sato, Jiang Hu, Luohao Xu, Hailin Pan, Naoki Irie, Guojie Zhang, Koji Tamura
Organizer
第28回モロシヌス研究会
Place of Presentation
静岡県・伊豆市（修善寺総合会館）
Year and Date
2014-06-27 – 2014-06-28
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[Presentation] Lineage-specific highly conserved elements in avian genomes and their roles in regulation of avian-specific gene expression2014
Author(s)
Ryohei Seki, Cai Li, Shiro Egawa, Mao Kondo, Tomohiko Sato, Jiang Hu, Luohao Xu, Hailin Pan, Naoki Irie, Guojie Zhang, Koji Tamura
Organizer
47th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
Place of Presentation
愛知県・名古屋市（ウインクあいち）
Year and Date
2014-05-27 – 2014-05-30
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