2022 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of de novo gene birth and pseudogenization processes via reconstruction of ancestral transcriptional regulation
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21K06132
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
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Principal Investigator |
原 雄一郎 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医学研究センター, 主席研究員 (70709708)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉沢 直子 (須賀田直子) 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医学研究センター, 主席研究員 (30344071)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 偽遺伝子化 / de novo gene / シスエレメント / 超並列レポーターアッセイ / 遺伝子レパートリー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度には、類人猿においてヒトに至る系統で生じた/失われた遺伝子のプロモーター領域を同定し、分子系統解析によりそれらの祖先配列を推定した。2022年度には、超並列レポーターアッセイを用いてプロモーター祖先配列の活性を計測した。対象とする遺伝子から400箇所のプロモーターを選び、その祖先配列をもとにして超並列レポーターアッセイのプロトコルに適合するように約18,000配列のオリゴヌクレオチドプールを設計、合成した。プールされたオリゴヌクレオチドにランダムバーコードを付加し、アッセイ用に設計したバックボーンベクターに挿入してクローニングするとともに、ベクターをシーケンシングしてバーコードとオリゴヌクレオチドの対応関係を計測した。作製したプラスミドベクターをヒトの4種類の培養細胞に導入し、DNA, RNA分子のバーコードをシーケンシングしてプロモーター祖先配列の活性を計測した。加えて、先進ゲノム支援のサポートを受けて、アクティブなプロモーターのヒストンマークであるH3K4me3をターゲットとするHiChIP解析を行った。HiChIPには上記のヒト培養細胞の他にカニクイザルの細胞も用いている。先進ゲノム支援にHiChIPのライブラリ調整とシーケンシングを依頼し、納品された配列データを解析した。その結果、対象とするプロモーターの約半数でコンタクトするゲノム領域が見つかった。これらよりエンハンサーの候補となる領域を絞りこみ、その祖先配列を推定している。
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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
2022年度に計画した実験を遂行できた。また、先進ゲノム支援のサポートを受けて研究の幅を拡げられた。
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| Strategy for Future Research Activity |
該当遺伝子のエンハンサー配列の祖先配列を推定し、超並列レポーターアッセイによりその活性を計測する。プロモーター、エンハンサー活性の進化過程およびタンパク質コード領域の成立/消失過程を復元することにより、遺伝子の創成/喪失における遺伝子転写調節機構の寄与を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
2023年度に外国資本の業者にオリゴプール作成、クローニングを委託する予定であるが、2022年以降の為替の不安定な状況から委託費の増加の程度が見込めず、余裕を持った執行を行うために資金の一部を残した。
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