2018 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of transcriptional kinetics of synexpression genes in a single cell
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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, 先端科学技術研究科, 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。また、Hes7に関しても評価をすることができた。
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