2018 Fiscal Year Research-status Report
脊椎動物における進化と発生の反復傾向の検証に向けた発生時系列の遺伝子制御動態解析
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18K14711
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
上坂 将弘 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (20756499)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 進化発生学 / 進化 / 発生 / 反復説 / EvoDevo / エピジェネティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、「発生過程は、進化的に古い変更が先に、新しい変更が後に反映されながら進行する」という反復傾向を、発生過程に関わるゲノム領域の進化的経緯に着目することにより検証する。
近年、遺伝子発現プロファイルの比較から、発生中期（咽頭胚期）が脊椎動物の進化を通して変化してこなかったことが明らかになってきた。この咽頭胚期以降の発生過程で、生物種特異的な形態が作り上げられていくが、この発生過程はまるで進化の歴史を繰り返すように見える。本研究では、この発生反復説の妥当性をゲノムワイドな解析から調べる。反復説を支持する形質を枚挙する従来の研究とは異なり、進化の過程で獲得してきた遺伝子制御領域の使われ方に着目して、「進化的に古い遺伝子制御領域ほど発生の早い時期に活性化し、新しい領域ほどあとの時期に活性化する傾向がある」という仮説を検証する。
本年度では、脊椎動物の発生胚において活性化している遺伝子制御領域を調べた。活性化した遺伝子制御領域は、クロマチン状態がオープンになることが知られているため、ATAC-seqを用いてゲノムワイドにオープンクロマチン領域を同定した。さらに、公共のゲノムデータベースを利用して、比較ゲノム解析を行った。その結果、クロマチン状態がオープンになる発生段階と進化的古さが相関する傾向が見えてきた。
今後は、この傾向が特定の解析条件やパラメータに起因するものでないことを検証するとともに、プロモーターやエンハンサーといった特定のゲノム領域における制御領域進化の特徴を調べる予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究において重要である、脊椎動物の発生過程で活性化する遺伝子制御領域を同定と、同定した遺伝子制御領域の進化的な古さの推定が、滞りなく進行している。
また、クロマチン領域のオープン度に基づいた解析の結果、進化的な古さと発生過程の間の並行関係を示唆する傾向がわかってきた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度で明らかになってきた発生と進化の間の関係性が、特定の解析条件によるバイアスの影響を受けていないかを調べていく。
加えて、プロモーター等の特定のゲノム領域に絞った解析においても同様の傾向が見られるか、さらに解析を進める。他にも、各生物種の遺伝子発現プロファイル情報も解析対象に加え、遺伝子制御領域の獲得と、脊椎動物種間で見られる遺伝子発現プロファイルの類似性との関係性を調べる予定である。
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| Causes of Carryover |
本年度において、実験試薬等の消耗品の購入が予定より少なかったこと、そして本年度は学会等への参加がなかったことから、次年度使用額が生じた。来年度は、本年度で得られた成果をもとに、さらに実験を進めるため、当該助成金を主として消耗品購入に使用する予定である。
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