2017 Fiscal Year Research-status Report
1細胞内の複数の遺伝子の転写活性計測による転写キネティクスの解明
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16K15220
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
別所 康全 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (70261253)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 転写 / 発生 / 転写因子 / 同調 / Notch |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2倍体生物では、1つの細胞は任意の遺伝子を2つしか持たないので、1つの細胞についてある遺伝子のある瞬間の転写状態は、2遺伝子座が転写されている、1遺伝子座が転写されている、転写されていない、の3状態しかない。組織レベルで転写が活性化されている領域でも必ずしも全ての遺伝子座が転写されているわけでなく、3状態の細胞が混在している。マウス胚尾部では、一群の遺伝子の転写が周期的にONとOFFを繰り返している(振動している)が、それらの遺伝子の中で同じ転写制御を受ける3つの遺伝子の転写活性状態を、それぞれの細胞の遺伝子座レベルで同時に検出し、それぞれの転写活性化のキネティックス、遺伝子座間の協調性などを解明することを目指した。
マウス胚尾部で発現が振動している遺伝子として、Hes7、Lunatic Fringe (Lfng)、Notch-regulated ankyrin repeat protein (Nrarp)に着目した。これらの遺伝子の発現はマウス胚の体節形成周期に同期して、2時間周期で振動している。3つの遺伝子の転写はNotchシグナルによって促進され、また転写因子Hes7によって抑制されるが、Notchシグナル活性、Hes7タンパク質の量が、それぞれ２時間周期で増減するので、組織レベルでは同調して振動することが観察される。
これまでに、3つの遺伝子の転写状態を単独で、核細胞の遺伝子座レベルでの検出を試み、最適な実験条件を決めることができている。その中でLfngに関して、マウス胚尾部の転写がONになっている領域、OFFになっている領域それぞれにおける、転写活性化状態を定量的に評価することに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
転写活性の検出感度が十分でなければ、定量的に評価することができない。検出感度を高めるための条件検討に時間を費やしたために、研究に遅れが生じた。
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| Strategy for Future Research Activity |
3つの遺伝子のうち、解析が遅れているNrarpの転写状態を解析することに注力する。閣内の遺伝子座での転写産物を検出するために、遺伝子のイントロン部分にプローブを設定しているが、Nrar遺伝子はイントロンを持たない遺伝子なので、遺伝子のコーディングにプローブ祖設定せざるを得ないという難しさがあった。検出は論理的には可能なので感度を高めて検出を可能にしたい。
3つの遺伝子のうち、2つ遺伝子の同時検出を試みる。引き続き3つの遺伝子の同時検出を試みる。
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| Causes of Carryover |
遺伝子発現の定量的な解析をおこなうために、検出感度が十分高いことが求められる。しかし現時点では、3つの遺伝子のうち、特にNrarpの検出感度が十分でないために、さらに条件を検討することが必要である。
引き続き、条件を検討する他、新たな方法を検討する。
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