2018 Fiscal Year Annual Research Report
Genome-wide identification of multi-functional dual promoter-enhancers and thier physiological roles during mouse spermatogenesis
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15H04317
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
木村 敦 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (90422005)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐竹 炎 公益財団法人サントリー生命科学財団, 生物有機科学研究所・統合生体分子機能研究部, 主幹研究員 (20280688)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ゲノム / エピジェネティクス / 精子形成 / 遺伝子発現調節 / dual promoter-enhancer |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は精子形成メカニズムの全容解明に向けて「減数分裂過程での一過的な遺伝子活性化機構」を明らかにすることを目指すものである。特にdual promoter-enhancer（DPE）と呼ばれる、プロモーターとしてもエンハンサーとしても機能するゲノム配列が重要であると考えて、その網羅的な同定を行って解析する。これまでの研究期間で、マウス精巣から単離した精原細胞と一次精母細胞ならびにマウス精母細胞由来のGC-2spd(ts)細胞における網羅解析が終了してDPE候補配列の分布が明らかになり詳細なメカニズムの解析に入った。今年度は以下のような成果を得た。
まず、昨年度までに絞り込んだH3K4me1とH3K4me3が両方とも存在する3つのゲノム領域について転写活性を調べたところ、1つのみがGC-2spd(ts)細胞でエンハンサー活性を示し、3つとも明確なプロモーター活性を示さなかった。このことから、これらの配列はDPEではないものも多く含まれると考えられる。
そこで、RNA-seq解析の結果を用いて、転写されている遺伝子の上流500塩基以内に存在するH3K4me1ピークを検出した結果、精原細胞で526箇所、一次精母細胞で4496箇所、GC-2spd(ts)細胞で121箇所の配列を新たなDPE候補として同定した。これらのうち11個の配列について転写活性を調べたところ、すべてがプロモーター活性を示し、6つがエンハンサー活性を示した。このうち1つをゲノム編集によってGC-2spd(ts)細胞内で削ったところ、周辺の複数遺伝子の発現量低下を確認した。したがって、これらの配列がDPEであることが判明し、DPEは一次精母細胞においてその数を劇的に増加させる重要因子であることが明らかとなった。
そして、すでに同定済みであるTcam1遺伝子座のDPEについて、コア配列と結合因子の1つを同定した。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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