Evolution of human brain and gene regulation by human-specific transposable elements

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K06834
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 45050:Physical anthropology-related
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: Suzuki Shunsuke 信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (30431951)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: レトロトランスポゾン / iPS細胞 / ゲノム編集

Outline of Final Research Achievements

In this research, I planned to clarify gene regulatory function of human-specific retrotransposon SVA F1 for CDK5RAP2, MCT1/SLC16A1 and TBC1D5 genes during neural cell development. Producing SVA F1-deleted human iPS cell lines, comparison of host genes expression dynamics during in vitro neural induction between wild type and knockout cell lines was planned. So far, human iPS cell lines with biallelic SVA F1 knockout at TBC1D5 locus and with monoallelic SVA F1 knockout at MCT1/SLC16A1 locus were produced using CRISPR/Cas9 genome editing technique.

Free Research Field

自然人類学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

人類の脳の進化を引き起こした遺伝的基盤については多くが未解明であるが，遺伝子の発現調節の変化が主要な貢献をしたと考えられている。近年，ゲノム中の転位因子がホストの遺伝子発現調節を担うシスエレメントとして利用されていることが示唆されているが，ヒト特異的転位因子による遺伝子発現調節が実際にヒトの神経系細胞のどのような性質に関わっているかはほとんどわかっていない。本研究で作成したSVA F1欠失iPS細胞株の解析から、ヒト特異的転位因子が新規ゲノム機能を担っており，それが脳機能にどう関わるかなど，これまでに報告がない重要な知見が得られる可能性があり，人類学や脳科学分野への学術的貢献が期待できる。