2020 Fiscal Year Research-status Report
The regulatory mechanisms of a long-range cis-regulatory element for a large gene cluster
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19K16255
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
岩田 哲郎 東京工業大学, オープンファシリティセンター, 技術職員 (30771563)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 嗅覚受容体 / 遺伝子クラスター / 発現制御領域 / シスエレメント / 長距離エンハンサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
嗅神経細胞は、「１細胞１受容体」ルールに従い単一の嗅覚受容体遺伝子を膨大なレパートリーから選択して発現する。マウス嗅覚受容体は、１つの染色体上に約3メガ塩基対の単一巨大遺伝子クラスターを形成するClassⅠタイプと、ほぼ全ての染色体上に散在して多数の遺伝子クラスターを形成するClassⅡタイプの２種類に分類される。申請者が最近同定したClassⅠ遺伝子発現を制御する長距離作用性シスエレメント（Jエレメント）は、“制御する遺伝子数”と“ゲノム上の作用範囲”の２点において他に類を見ない規模で遺伝子発現を制御していることが明らかとなった。本研究では、このClassⅠ遺伝子エンハンサーによる、長距離遺伝子発現制御の分子機構を明らかにすることを目的とする。
本年度は、昨年度までに得られていたJエレメントの機能解析に関わる成果を論文化することができた。しかし、当初着目していた新規コンセンサスモチーフ配列については、トランスジェニックマウスによる解析では機能を見出すことができなかったため、欠失マウスの作出に着手した。また、嗅神経細胞の分散とセルソーターによるClassⅠ発現細胞の取集について条件検討を進め、バイサルファイト法によるJエレメント推定制御配列のメチル化解析を実施した。しかし、コントロール細胞群とともにほぼメチル化CpGを検出できなかったことから、この部分のDNAメチル化はClassⅠ発現嗅神経細胞とその他細胞におけるJエレメントの機能制御には寄与していないことが示唆された。今後は、クロマチンアクセシビリティなどのエピジェネティック修飾の解析を進めていく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究課題では（１）Jエレメントの機能解析と機能因子の同定、（２）嗅神経細胞タイプによるJエレメントのエピジェネティック制御、（３）Jエレメントの超長距離相互作用の解析、の３つの小課題を計画している。本年度は、主にJエレメントの機能解析（課題１）に関わる成果について、データを補完しながら論文化することができた。また、課題２についても細胞調製に関わる条件検討を進めることができ本年度までに推定制御配列のDNAメチル化解析までを実施できたが、その他のエピジェネティック解析については今後の課題であり、課題３に用いる遺伝子改変マウス作出もまだ作出には至っていない。以上の点から、いくつかの小課題において成果がある程度得られているが、全体として当初の研究計画よりもやや遅れつつある状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
Jエレメントの機能解析についてはおよそ当初の目的を達成したが、Yeast one-hybrid法やトランスジェニックマウスによる解析では当初着目していたモチーフ配列の機能を明らかにすることができなかった。しかしこのモチーフは進化的に高度に保存されており、トランスジェニックマウスの解析では内因性の機能を完全には評価しきれない可能性が考えられたため、現在欠失マウスの作製を試みている。また課題２および３については、当初の計画に沿ってサンプル調製の条件検討や実験に必要なマウス系統の作出に引き続き注力し、特に課題２に予定しているClassⅠ発現嗅神経細胞集団を対象としたエピジェネティック解析については重点的に実施したい。
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| Causes of Carryover |
本年度は課題１に関わる論文化にも取り組んだこともあり、進捗状況に記載の通り主に課題２および３について遅れが生じているため。課題２および３については当初の計画通り進め、課題１については欠失マウス作出に充てる予定である。
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