2014 Fiscal Year Annual Research Report
プロモータ領域のメチル化を利用した遺伝子発現制御の進化的な獲得
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23770273
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| Research Institution | National Research Institute for Child Health and Development |
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Principal Investigator |
岡村 浩司 独立行政法人国立成育医療研究センター, システム発生・再生医学研究部, 室長 (80456194)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2015-03-31
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| Keywords | DNAメチル化 / エピジェネティクス / 遺伝子発現 / 原索動物 / 転写開始点 / プロモータ / CpGアイランド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ゲノムDNAのメチル化がエピジェネティクスの一翼として遺伝子発現制御に重要な役割を果たしていることはよく知られているが、このことは動物に限れば哺乳類において詳しく研究されてきたに過ぎず、魚類を含めた脊椎動物全般にまでおおよそ当てはまることが確認されているものの、ホヤやウニなどの無脊椎動物においては状況がかなり異なる。ヒトでは全ゲノム中の約70%のCpGサイトはメチル化を受けており、他の脊椎動物もそれに近いグローバルなDNAメチル化を受ける。一方、例えばカタユウレイボヤでは、全ゲノムの約半分に相当する領域がメチル化を受けており、しかも、複数の遺伝子を含む数kbから数百kbにおよぶ比較的長いメチル化、非メチル化領域が交互に混在することが示されている。このメチル化パターンは、よく知られたヒトゲノムとは大きく異なり、発現制御との関わりは明確になっておらず、また、真菌など単純な真核生物でも示されているトランスポゾンの抑制機能でさえ、ホヤにおいては疑問視されている。脊椎動物の原始的な特徴を残す無顎類に加え、原索動物、棘皮動物を用いた広範囲なメチル化解析から、脊椎動物と無脊椎動物の間に大きな違いがあることが分かつており、DNAメチル化を利用した巧妙な遺伝子発現制御は、進化上、脊椎動物が誕生したごく初期に起こったグローバルなメチル化パターンの変化とともに獲得されたと考えるのが自然である。本研究ではこの経緯を探ることを目的とし、脊椎動物および無脊椎動物の境界付近に位置するカワヤツメおよびカタユウレイボヤを用いてRNA-seqを利用した網羅的な転写開始点決定を行った。参照配列が存在しないカワヤツメについては独自にゲノム配列決定も行い、転写開始点下流に限らず上流の配列も取得し、両種におけるプロモータ配列の構造的な相違を明らかにした。
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| Remarks |
ゲノムアセンブラのプログラムを開発し、公開した。
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Research Products
(16 results)
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[Journal Article] DNA methylation analysis of human myoblasts during in vitro myogenic differentiation: de novo methylation of promoters of muscle-related genes and its involvement in transcriptional down-regulation2015
Author(s)
Miyata K, Miyata T, Nakabayashi K, Okamura K, Naito M, Kawai T, Takada S, Kato K, Miyamoto S, Hata K, Asahara H
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Journal Title
Hum. Mol. Genet.
Volume: 24
Pages: 410-423
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Genome-wide parent-of-origin DNA methylation analysis reveals the intricacies of the human imprintome and suggests a germline methylation independent establishment of imprinting2014
Author(s)
Court F, Tayama C, Romanelli V, Martin-Trujillo A, Iglesias-Platas I, Okamura K, Sugahara N, Simón C, Moore H, Harness JV, Keirstead H, Sanchez-Mut JV, Kaneki E, Lapunzina P, Soejima H, Wake N, Esteller M, Ogata T, Hata K, Nakabayashi K, Monk D
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Journal Title
Genome Res.
Volume: 24
Pages: 554-569
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Compilation of copy number variants identified in phenotypically normal and parous Japanese women2014
Author(s)
Migita O, Maehara K, Kamura H, Miyakoshi K, Tanaka M, Morokuma S, Fukushima K, Shimamoto T, Saito S, Sago H, Nishihama K, Abe K, Nakabayashi K, Umezawa A, Okamura K, Hata K
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Journal Title
J. Hum. Genet.
Volume: 59
Pages: 326-331
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Ataxia telangiectasia derived iPS cells show preserved x-ray sensitivity and decreased chromosomal instability2014
Author(s)
Fukawatase Y, Toyoda M, Okamura K, Nakamura K, Nakabayashi K, Takada S, Yamazaki-Inoue M, Masuda A, Nasu M, Hata K, Hanaoka K, Higuchi A, Takubo K, Umezawa A
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Journal Title
Sci. Rep.
Volume: 4
Pages: 5421
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] ヒト老化細胞を利用したエピゲノム解析2014
Author(s)
榊 みずほ, 老原 侑子, 岡村 浩司, 中林 一彦, 秦 健一郎, 小林 芳郎, 前原 佳代子
Organizer
第37回日本分子生物学会年会
Place of Presentation
パシフィコ横浜
Year and Date
2014-11-27 – 2014-11-27
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[Presentation] Copy number variants identified in Japanese women2014
Author(s)
Ohsuke Migita, Kayoko Maehara, Kazuhiko Nakabayashi, Kohji Okamura, and Kenichiro Hata
Organizer
The 64th Annual Meeting of the American Society of Human Genetics
Place of Presentation
San Diego Convention Center, San Diego, U. S.
Year and Date
2014-10-20 – 2014-10-20
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