Studies on the cis-element for mouse class I odorant receptor genes

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K14932
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Neurophysiology / General neuroscience
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Iwata Tetsuo 東京工業大学, 技術部, 技術職員 (30771563)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 嗅覚受容体遺伝子 / 遺伝子クラスター / シスエレメント / 長距離エンハンサー

Outline of Final Research Achievements

Individual olfactory sensory neurons express a single odorant receptor gene from either class I genes residing in a single cluster on a single chromosome or class II genes spread over multiple clusters on multiple chromosomes. In this study, we identify an enhancer element for mouse class I genes. The J element regulates most class I genes expression by exerting an effect over ~3 megabases within the whole cluster. Deletion of the trans J element increases the expression frequencies of class I genes from the intact J allele, indicating that the allelic exclusion of class I genes depends on the activity of the J element. Our data reveal a long-range cis-regulatory element that governs the singular class I gene expression and has been phylogenetically preserved to retain a single cluster organization of class I genes in mammals.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、クラスⅠ嗅覚受容体遺伝子を制御するエンハンサーを初めて明らかにした。このエンハンサーはマウス以外の哺乳動物間でも高度に保存されており、クラスⅠ遺伝子クラスター全体を制御し、制御する遺伝子の数とゲノム上の距離の両方においてこれまでに例をみない規模で遺伝子発現を制御していることが明らかになった。この”超”長距離作用性のエンハンサーの発見は、嗅覚受容体の遺伝子進化の謎を解く重要な手掛かりになると期待される。