哺乳類ゲノムにおけるレトロポゾン由来の高度保存配列の同定と機能解析

Research Project

Project/Area Number	07F07423
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Single-year Grants
Section	外国
Research Field	Evolutionary biology
Research Institution	Tokyo Institute of Technology
Principal Investigator	岡田典弘 Tokyo Institute of Technology, 大学院・生命理工学研究科, 教授
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	OLINSKI Robert Piotr 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 外国人特別研究員 OLINSKI Robert 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY)	2007 – 2008
Project Status	Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help	¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000) Fiscal Year 2008: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000) Fiscal Year 2007: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Keywords	SINE / レトロポゾン / exaptation / 哺乳類ゲノム / 高度保存領域
Research Abstract	本研究課題の研究目的は、バイオインフォマティクスの技術を活かして哺乳類ゲノムで高度に保存された新規SINEおよびLINEを包括的に探索することである。これにより、どれほど多くの反復配列が哺乳類ゲノム中で機能を獲得したのか、それらがどのような遺伝子の発現制御に関与しているのか、そしてレトロポゾンの機能獲得が哺乳類の形態進化にどのような影響を及ぼしたのかについての解明に繋がると期待される。まず、様々な哺乳類ゲノムの比較から得られた多数の保存領域およびタンパク質コード領域データを参照し、非コード保存領域のデータセットを独自に抽出した。さらにヒトゲノム内部における相同領域データ、すなわち複数コピー存在する短いゲノム領域のデータを抽出し、これを新規反復配列の発見の手掛かりとした。最後にバックグラウンドとなる既知のレトロポゾン配列データを除き、これらのデータを相互比較することで、非コード領域において進化的に保存された反復配列を100種類以上発見することに成功した。個々のエレメントに関して詳細なアラインメントをおこないその由来の解明を試みたが、現在のところ、明確にSINEもしくはLINEに由来する配列は発見されていない。しかしながら哺乳類ゲノムには多数の未知の反復配列が存在し、いずれも種間で非常に保存性が高いという事実は、SINEやLINEなど既知のレトロポゾンのみならず、他にも多くの反復配列がゲノム進化に大きな影響を及ぼしたことを示唆している。その点で本研究は哺乳類のゲノム進化学において非常に重要な知見を与えたと考えられる。