2017 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of gene co-option mechanisms involving epigenetic regulation
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15K07082
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
荻野 肇 広島大学, 両生類研究センター, 教授 (10273856)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 発生 / 進化 / 感覚器プラコード / 神経堤 / エピジェネティック制御 / ツメガエル / ナメクジウオ / 遺伝子転用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度は、Jmjd3が眼形成転写因子群と協調的に働いて、遺伝子活性化に作用するクロマチン制御因子群や、逆に抑制的に作用するクロマチン制御因子群を共に活性化することを発見した。このことはJmjd3がクロマチン制御の複雑な連鎖を引き起こす可能性を示唆している。
一方、Jmjd3の直接の作用とコ・オプションとの関係を調べる為には、標的シスエレメントの同定が必要である。そこで本年度はナメクジウオのHedgehog遺伝子（Amphi-Hh）に注目して、候補領域の同定を試みた。Amphi-Hh遺伝子は脊索の前端部と神経管、咽頭内胚葉で発現する（Shimeld SM, 1999）。脊椎動物ではゲノム重複により、Shh遺伝子、Ihh遺伝子、Dhh遺伝子の３つのパラログが生じており、このうちIhhは神経堤（と由来する鰓弓）及び眼で発現する（Aguero TH et al, 2012）。またShhは第１及び第２イントロンに、中脳、後脳、脊索で活性化するエンハンサーを持つ（Muller et al., 1999; Ertzer et al., 2007）。ナメクジウオと脊椎動物のPax6遺伝子の構造比較研究から、エキソン・イントロンに対するエンハンサーの相対的位置がオーソログ間で保存されていることが示唆されたので、Amphi-Hh遺伝子の第１及び第２イントロンをクローニングし、それぞれをGFP遺伝子に連結してトランスジェニックツメガエル胚を作製した。これらのGFPの発現を解析したところ、いずれも眼と鰓弓、中脳と後脳でエンハンサー活性を示すことがわかった。この結果から、ゲノム重複後にIhhは神経堤エンハンサーを、Shhは全脊索エンハンサーを獲得して、コ・オプションを起こしたことが示唆された。今後はこれらのエンハンサー対するJmjd3の作用機序の解析が必要である。
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[Journal Article] Co-accumulation of cis-regulatory and coding mutations during the pseudogenization of the Xenopus laevis homoeologs six6.L and six6.S.2017
Author(s)
Ochi, H., Kawaguchi, A., Tanouchi, M., Suzuki, N., Kumada, T., Iwata, Y. and *Ogino, H.
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Journal Title
Dev. Biol.
Volume: 427
Pages: 84-92
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] The hypomorphic mutations hidden in the allotetraploid genome of Xenopus laevis.2017
Author(s)
Tanouchi, M., Ochi, H., Kawaguchi, A., Igawa, T., Iwata, Y., Sakagami, K. and *Ogino, H.
Organizer
International Symposium at Hiroshima University: Amphibian development, regeneration, evolution and beyond
Int'l Joint Research
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