培養細胞ゲノムと個体ゲノムの比較を通じたpiRNAクラスタの成立条件の解明

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K22620
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 庄司 佳祐 東京大学, 定量生命科学研究所, 助教 (30880116)
• Project Period (FY): 2020-09-11 – 2022-03-31
• Keywords: piRNA / BmN4 / transposon / piRNA cluster / bioinformatics

Outline of Annual Research Achievements

iRNAはゲノム中に存在する非自己因子であるトランスポゾンを選択的に抑制する。piRNAによる非自己認識の際には、piRNAクラスターと呼ばれるゲノム上の領域が一種の記憶装置として機能しており、それがトランスポゾンに対応するpiRNAを産生し、トランスポゾンの発現を抑制している。piRNAクラスターが存在することは分かっているが、どの様にして成立するか、についてはほぼ分かっていない。本研究では、カイコ個体と培養細胞のゲノム比較によって、培養細胞特異的なtorimochi piRNAクラスターがどの様に成立したのかを明らかにする。また、torimochi piRNAクラスターを用いた解析から判明したことを利用して、ゲノムワイドにpiRNAクラスター成立の条件について調査する。
一年目までにtorimochiが培養細胞において最も活発に転移しているトランスポゾンであることが明らかになった。この点をさらに詳しく検証し、torimochiの様にカイコ培養細胞において活発に転移しているトランスポゾン群を同定することに成功した。
torimochiを含むこれらのトランスポゾン群は、平均的なトランスポゾンと比較して、開いたユークロマチン構造を持ち、カイコ個体に比較してmRNA量とpiRNA量の双方を顕著にを増加させる傾向があった。
以上の結果から、torimochiは培養細胞において"最も"活発なトランスポゾンであったが、torimochiに類似する様な活発なトランスポゾンのグループを複数同定することに成功し、それらの持つ特徴を明らかにすることができた。