2023 Fiscal Year Annual Research Report
全能性消失時における新規エンハンサー作用機序の統合的理解
Publicly Offered Research
| Project Area | Program of totipotency: From decoding to designing |
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| Project/Area Number |
22H04665
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
深谷 雄志 東京大学, 定量生命科学研究所, 准教授 (00786163)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | エンハンサー / 転写因子 / 初期胚発生 / 転写 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ショウジョウバエ初期胚の全能性消失過程における、エンハンサー作用メカニズムについて、転写ライブイメージングや定量画像解析、ゲノム編集を駆使した解析を行った。人工的に設計したレポーター遺伝子を用いた解析をより詳細に行った結果、転写活性化時にエンハンサー上において、転写因子の濃度が局所的かつ一過的に上昇する新たな現象を明らかにすることに成功した。転写因子が形成する分子集合体は200-300nm程の直径であった。このことから、遠位に存在するエンハンサーが、標的遺伝子のプロモーターと物理的な直接相互を介さずに、転写を活性化できるという新たな可能性が示唆された。また、転写因子の持つ天然変性領域は、転写因子の濃度の上昇に寄与し、転写バースト誘導効率を正に制御していることが明らかとなった。次に今回明らかとなったメカニズムの生理的機能を解析するために、ゲノム編集を用いて内在の転写因子Bicoidのもつ天然変性領域に対して人為的な改変を導入した変異ショウジョウバエ系統を新たに作出した。Bicoidの標的遺伝子であるhunchback遺伝子の活性を転写ライブイメージングにより解析したところ、天然変性領域の異常伸長にともなって、hunchback遺伝子からの転写バースト誘導効率が異常に亢進していることが明らかとなった。さらに、詳細な表現型解析を行ったところ、天然変性領域の異常伸長に伴う転写プログラムの異常は、ショウジョウバエの体節構造の形成に顕著な異常を引き起こすことが明らかとなった。以上の成果は、全能性消失過程における転写制御の基本原理を理解する上で、重要な知見となるものである。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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