Elucidation of the conditions for the establishment of piRNA clusters through comparison of cultured cell genome and individual genomes

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K22620
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0701:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Shoji Keisuke 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 / ゲノム / カイコ / BmN4 / バイオインフォマティクス

Outline of Final Research Achievements

piRNAs selectively repress transposons, which are non-self elements in the genome. It is believed that regions in the genome called piRNA clusters function as a kind of storage of transposon fragments and suppress transposon expression by producing piRNAs from transposon fragments in the piRNA clusters. Although analyses of the genomes of existing organisms indicate that piRNA clusters exist "at present," it is not clear how they are newly established. In this study, by comparing the genome sequences of cultured silkworm cells and individual silkworms, we identified a set of sequences that could be the "seeds" of piRNA clusters.

Free Research Field

分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

カイコ培養細胞にはtorimochiと呼ばれるpiRNAクラスターが存在することが判明している。この配列は外来配列を捕獲し、そこからpiRNAクラスターを作るとして同定された。本研究では、このtorimochiが実は単一の大きなトランスポゾンであったことを明らかにした。さらに、カイコ培養細胞とカイコ個体のゲノム情報の比較によって、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わかった。そこで、同様に培養細胞において活発に転移しているトランスポゾンを複数同定することに成功した。今後は、これらの配列がpiRNAクラスター成立条件の解明の足がかりになると考えている。