2013 Fiscal Year Annual Research Report
霊長類領野特異的発現遺伝子のエピジェネテイック制御機構の解明
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25290011
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
山森 哲雄 基礎生物学研究所, 脳生物学研究部門, 教授 (80260206)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 神経科学 / DNA / メチル化 / 連合野 / 視覚野 |
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| Research Abstract |
研究代表者等は、霊長類大脳皮質領野で発現に顕著な差のある遺伝子は、連合野特異的なもの(RBP4, PNMA5, SLIT1）と視覚野特異的なもの(FSTL1/OCC1, HTR1B, HTR2A）の２群に分かれることをことを明らかにしてきた。これら２群の遺伝子のプロモーター領域のCpG領域を調べると連合野特異的な遺伝子は、メチル化のレベルが高く、一方視覚野特異的な発現遺伝子では、メチル化が殆どされていないことが判った。これらのメチル化領域に結合する古典的なメチル化結合蛋白質（MBD)ファミリーを調べたところ、MBD4の発現のみが領野特異的な発現をすることが判った。そこで、MDB4の発現を低下（loss of functin)、又は、増加することによって(gain of function)、in vitroおよび、生体脳において、視覚野特異的発現遺伝子と連合野特異的発現遺伝子の発現を調べたところ、連合野特異的遺伝子のうち、RBP4とPNMA5がMBD4の発現によって正の発現制御を受けていることが明らかになった。即ち、培養神経芽細胞(SH-SY5Y)を用いて、先ず、連合野特異的発現遺伝子PNMA5のプロモーターのCpG領域が高度にメチル化されていることを確認し、このメチル化をメチル化阻害剤投与によって阻害やSH-RNAによるMBD4のノックダウンによって、PNMA5の発現の低下や阻害が見られることを示した。更に、AAVベクターにより、視覚野領域にMBD4を強制発現した場合には、RBP4とPNMA5の発現増加、前頭葉にMBD4のSh-RNAを注入した場合には、発現低下を観察した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究によって、霊長類連合野特異的発現遺伝子のプロモーター領域（CpG領域）の高度なメチル化とそれに結合するMBD4の連合野特異的な発現による正の発現機構が始めて明らかになってきた。このことは、従来の発生や発ガンにおけるメチル化とメチル化結合蛋白質によるエピジェネテイク制御が、霊長類に固有な様式で大脳皮質領野の形成と機能制御に重要な役割を果たす可能性を直接的に示すものである。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度までの研究により、連合野特異的遺伝子のプロモータ領域のCpG領域の高いレベルでのメチル化とMDB4の連合野特異的局在が連合野特異的発現遺伝子パターンを形成することが判った。今後は、MBD4の発現制御機構とメチル化レベルの低い視覚野特異的発現遺伝子の発現制御機構を明らかにする予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
3月納品、４月支払い等の為、若干額（35,502円）を繰り越した、
3月納品、４月支払い額は、21,013円であり、残額(14,489円）も速やかに執行予定。
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Research Products
(5 results)
