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超長距離作用性シスエレメントによる巨大遺伝子クラスターの発現制御機構

研究課題

研究課題/領域番号 19K16255
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分46010:神経科学一般関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

岩田 哲郎  東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (30771563)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード発現制御領域 / 遺伝子クラスター / 嗅覚受容体 / シスエレメント / 長距離エンハンサー / 遺伝子発現制御 / エンハンサー
研究開始時の研究の概要

外部環境中の匂いを感知する嗅覚受容体は、ゲノム上で最大の遺伝子ファミリーを形成している。このうちClass Iと呼ばれるタイプは、動物の進化の過程ですべての遺伝子が染色体上の1カ所に留まり、長大な遺伝子クラスターを形成している。最近申請者らにより、このClass I遺伝子クラスターを制御する長距離エンハンサーが同定され、 “制御する遺伝子数” と“ゲノム上の作用範囲”の2点において他に類を見ない規模で遺伝子発現を制御していることが明らかになった。本研究では、Class I遺伝子エンハンサーに着目して、“超”長距離発現制御を担う分子機構の解明を目指す。

研究成果の概要

マウスゲノム最大の遺伝子ファミリーを形成している嗅覚受容体ファミリーのうち、ClassⅠタイプは約300万塩基対の単一の巨大遺伝子クラスターを形成する。これらの遺伝子発現は、長距離作用性調節配列(シスエレメント)の「Jエレメント」により、制御する遺伝子数とゲノム上の作用範囲の2点において他に類を見ない規模で制御されている。本研究では、種々のトランスジェニックマウスを用いてJエレメント中の機能領域を詳細に解析することにより、長距離遺伝子発現制御の分子機構の一端を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

個々の嗅神経細胞は単一の嗅覚受容体遺伝子を膨大なレパートリーから選択して発現するため、嗅覚系の形成には適切な嗅覚受容体遺伝子発現が不可欠である。これまでの嗅覚受容体遺伝子の発現制御モデルは、陸棲動物特異的なClassⅡタイプを対象とした研究から明らかになってきた。本研究により、ClassⅠタイプ遺伝子を制御するシスエレメントの機能配列を明らかにしたことで、今後、嗅覚受容体遺伝子発現制御の全容解明につながることが期待される。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A class I odorant receptor enhancer shares a functional motif with class II enhancers2021

    • 著者名/発表者名
      Iwata Tetsuo、Tomeoka Satoshi、Hirota Junji
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 510-510

    • DOI

      10.1038/s41598-020-79980-x

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bcl11b controls odorant receptor class choice in mice2019

    • 著者名/発表者名
      Enomoto Takayuki、Nishida Hidefumi、Iwata Tetsuo、Fujita Akito、Nakayama Kanako、Kashiwagi Takahiro、Hatanaka Yasue、Kondo Hiro、Kajitani Rei、Itoh Takehiko、Ohmoto Makoto、Matsumoto Ichiro、Hirota Junji
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 2 号: 1 ページ: 296-296

    • DOI

      10.1038/s42003-019-0536-x

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Molecular mechanisms underlying super-long-range gene regulation of a class I odorant receptor enhancer2022

    • 著者名/発表者名
      Sirapop Nithiuthai, Tetsuo Iwata, Junji Hirota
    • 学会等名
      第45回分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 嗅覚受容体遺伝子発現におけるSsbp2の機能解明2022

    • 著者名/発表者名
      町田夏芽、白川大地、小林千鶴、福嶋俊明、岩田哲郎、廣田順二
    • 学会等名
      第45回分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 嗅神経発生最初期ニューロンの発生分化機構の解明2022

    • 著者名/発表者名
      内田樹菜、岩田哲郎、廣田順二
    • 学会等名
      第45回分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Class I 嗅覚受容体遺伝子の発現制御領域の機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      岩田哲郎、留岡諭志、小林千鶴、白川大地、廣田順二
    • 学会等名
      日本味と匂学会第55回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 母子間化学コミュニケーションを促進する羊水成分の同定と生理機能の解明2021

    • 著者名/発表者名
      久保田理子、岩田哲郎、宮崎雅雄、廣田順二
    • 学会等名
      日本味と匂学会第55回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規フェロモン受容体候補分子 ancV1R のフェロモン受容と性行動における役割2021

    • 著者名/発表者名
      近藤宏、岩田哲郎、村田健、鈴木彦有、東原和成、二階堂雅人、廣田順二
    • 学会等名
      日本味と匂学会第55回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 母子間化学コミュニケーションを促進する羊水成分の同定と生理機能の解明2021

    • 著者名/発表者名
      久保田理子、岩田哲郎、廣田順二
    • 学会等名
      新学術「化学コミュニケーションのフロンティア」第8回公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Class I 嗅覚受容体エンハンサーの遺伝子発現制御機構2021

    • 著者名/発表者名
      岩田哲郎
    • 学会等名
      第7回ケモビ研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 広範な脊椎動物に保存される新規鋤鼻受容体候補分子ancV1Rの機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      近藤宏、岩田哲郎、村田健、鈴木彦有、東原和成、二階堂雅人、廣田順二
    • 学会等名
      日本味と匂学会第54回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecular mechanism of class I odorant receptor gene expression2019

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Iwata, Takayuki Enomoto, Junji Hirota
    • 学会等名
      日本味と匂学会第53回大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規鋤鼻受容体候補分子ancV1Rのフェロモン受容における役割2019

    • 著者名/発表者名
      近藤宏、岩田哲郎、鈴木彦有、永嶌鮎美、村田健、東原和成、二階堂雅人、廣田順二
    • 学会等名
      日本味と匂学会第53回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 鼻の中でタイプの異なる匂いセンサーができる仕組みを解明

    • URL

      https://www.titech.ac.jp/news/2019/044993.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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