2023 Fiscal Year Annual Research 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 / de novo 遺伝子 / 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、分子系統解析によりそれらの祖先配列を推定し、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、HiChIPにより対象遺伝子のエンハンサーを同定した。2023年度はそれらエンハンサーおよび祖先配列の超並列レポーターアッセイを実行した。約600箇所の近位・遠位エンハンサーにおいて祖先配列を推定し、それら配列をオリゴヌクレオチドプールとして合成した。オリゴヌクレオチドをランダムバーコードとともにバックボーンベクターに挿入してヒトの4種類の培養細胞に導入し、超並列レポーターアッセイを行い、エンハンサー領域・祖先配列の転写制御活性を計測した。加えて、先進ゲノム支援のサポートを受けて、該当遺伝子を含むゲノム領域のゲノム構造を調べるべくHiCを行った。データ解析では、まず2022年度に行ったプロモーター領域の超並列レポーターアッセイの解析を行った。研究の対象としたプロモーター領域では、新規に生じた遺伝子ではヒトに至る系統でプロモーター活性を獲得・増強し、失われた遺伝子ではヒトに至る系統でプロモータ活性を減弱・喪失していることが明らかになった。現在はエンハンサー領域の超並列レポーターアッセイのデータを解析しており、ORF領域の獲得・消失過程、プロモーター活性の獲得・消失過程、ならびに遺伝子が存在するゲノム領域の高次構造データと統合して遺伝子が生じる・失われる過程における転写制御の共役的進化について統合的な知見を得ていく。
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