ダイナミックな染色体構造変化を介した遠隔エンハンサーによる遺伝子発現制御機構

• 研究課題/領域番号: 21247002
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 遺伝・ゲノム動態
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 城石 俊彦 国立遺伝学研究所, 系統生物研究センター, 教授 (90171058)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 44,720千円 (直接経費: 34,400千円、間接経費: 10,320千円); 2011年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円); 2010年度: 15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円); 2009年度: 15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
• キーワード: 遺伝学・ゲノム・進化・動物・発生 / 分化 / 遺伝 / ゲノム / 進化 / 動物 / 発生・分化 / 遺伝子発現制御 / 染色体ダイナミクス / 遠隔エンハンサー / 非翻訳保存配列 / 形態形成 / 進化発生学

研究概要

Shh遺伝子は脊椎動物の形態形成に働くシグナルタンパク質をコードする。比較ゲノム解析により、Shh遺伝子上流6-900Kbに4つの非翻訳保存配列(CNCSs)を発見し、これらが全てShh遺伝子の組織特異的な遠隔エンハンサーであることを明らかにした。また、3D. FISHや3C法による染色体高次構造解析を行い、各CNCSsは組織特異的な染色体動態によりShhプロモーターと近接することでShh遺伝子の発現制御を行っていることを解明した。

研究成果

• [雑誌論文] Prx-1 Expression in Xenopus laevis Scarless Skin-Wound Healing and Its Resemblance to Epimorphic Regeneration (2011)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama H, Maruoka T, Aruga A, Amano T, Ohgo S, Shiroishi T, Tamura K.
  • 雑誌名: J Invest Dermatol 巻: 132 ページ: 2477-2485
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ribosome-mediated specificity in hox mRNA translation and vertebrate tissue patterning (2011)
  • 著者名/発表者名: Kondrashov N, Pusic A, Stumpf CR, Shimizu K, Hsieh AC, Xue S, Ishijima J, Shiroishi T, Barna M.
  • 雑誌名: Cell 巻: 145 ページ: 383-397
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ptch1-mediated dosage-dependent action of Shh signaling regulates neural progenitor development at late gestational stages (2011)
  • 著者名/発表者名: Shikata Y, Okada T, Hashimoto M, Ellis T, Matsumaru D, Shiroishi T, Ogawa M, Wainwright B, Motoyama J.
  • 雑誌名: Dev Biol 巻: 349 ページ: 147-59
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prx-1 Expression in Xenopus laevis Scarless Skin-Wound Healing and Its Resemblance to Epimorphic Regeneration (2011)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama H
  • 雑誌名: J Invest Dermatol 巻: 131 号: 12 ページ: 477-485
  • DOI: 10.1038/jid.2011.223
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ptch1-mediated dosage-dependent action of Shh signaling regulates neural progenitor development at late gestational stages (2011)
  • 著者名/発表者名: Shikata Y
  • 雑誌名: Dev Biol 巻: 349 号: 2 ページ: 147-159
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2010.10.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ptch1-mediated dosage-dependent action of Shh signaling regulates neural progenitor development at late gestational stages. (2011)
  • 著者名/発表者名: Shikata, Y.
  • 雑誌名: Developmental Biology 巻: 349 ページ: 147-159
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anterior shift in gene expression precedes anteriormost digit formation in amniote limbs (2010)
  • 著者名/発表者名: Uejima A, Amano T, Nomura N, Noro M, Yasue T, Shiroishi T, Ohta K, Yokoyama H, Tamura K.
  • 雑誌名: Dev Growth Differ 巻: 52 ページ: 223-234
  • NAID: 10027563906
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anterior shift in gene expression precedes anteriormost digit formation in a mniote limbs. (2010)
  • 著者名/発表者名: Uejima, A.
  • 雑誌名: Development Growth and Differentiation 巻: 52 ページ: 223-234
  • 査読あり
• [雑誌論文] Essential mesenchymal role of small GTPase Rac1 in interdigital programmed cell death during limb development (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki D, Yamada A, Amano T, Yasuhara R, Kimura A, Sakahara M, Tsumaki N, Takeda S, Tamura M, Nakamura M, Wada N, Nohno T, Shiroishi T, Aiba A, Kamijo R.
  • 雑誌名: Dev Biol 巻: 335 ページ: 396-406
  • 査読あり
• [雑誌論文] The disruption of Sox21-mediated hair shaft cuticle differentiation causes cyclic alopecia in mice (2009)
  • 著者名/発表者名: Kiso M, Tanaka S, Saba R, Matsuda S, Shimizu A, Ohyama M, Okano HJ, Shiroishi T, Okano H, Saga Y.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 106 ページ: 9292-9297
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chromosomal dynamics at the Shh locus : limb bud-specific differential regulation of competence and active transcription (2009)
  • 著者名/発表者名: Amano T, Sagai T, Tanabe H, Mizushina Y, Nakazawa H, Shiroishi T.
  • 雑誌名: Dev Cell 巻: 16 ページ: 47-57
  • NAID: 120006576058
  • 査読あり
• [雑誌論文] A cluster of three long-range enhancers directs regional Shh expression in the epithelial linings (2009)
  • 著者名/発表者名: Sagai T, Amano T, Tamura M, Mizushina Y, Sumiyama K, Shiroishi T.
  • 雑誌名: Development 巻: 136 ページ: 1665-1674
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and characterization of new long conserved noncoding sequences in vertebrates (2009)
  • 著者名/発表者名: Sakuraba Y, Kimura T, Masuya H, Noguchi H, Sezutsu H, Takahasi KR, Toyoda A, Fukumura R, Murata T, Sakaki Y, Yamamura M, Wakana S, Noda T, Shiroishi T, Gondo Y.
  • 雑誌名: Mammal Genome 巻: 19 ページ: 703-712
  • 査読あり
• [雑誌論文] Specific expression of Gsta4 in mouse cochlear melanocytes : a novel role for hearing and melanocyte differentiation (2009)
  • 著者名/発表者名: Uehara S, Izumi Y, Kubo Y, Wang CC, Mineta K, Ikeo K, Gojobori T, Tachibana M, Kikuchi T, Kobayashi T, Shibahara S, Taya C, Yonekawa H, Shiroishi T, Yamamoto H.
  • 雑誌名: Pigment Cell Melanoma Res 巻: 22 ページ: 111-119
  • 査読あり
• [雑誌論文] A cluster of three long-range enhancers directs regional Shh expression in the epithelial linings (2009)
  • 著者名/発表者名: 嵯峨井知子
  • 雑誌名: Development 136 ページ: 1665-1674
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chromosomal dynamics at the Shh locus : limb bud-specific differential regulation of competence and active transcription (2009)
  • 著者名/発表者名: 天野孝紀
  • 雑誌名: Developmental Cell 16 ページ: 47-57
  • 査読あり
• [学会発表] Long-range enhancers directing regional Shh expression in the epithelial linings (2012)
  • 著者名/発表者名: Shiroishi T.
  • 学会等名: The Hedgehog Meeting
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2012-03-20
• [学会発表] Long-range enhancers regulate developmental Shh expression via chromosomal dynamics (2010)
  • 著者名/発表者名: Shiroishi T.
  • 学会等名: EMBO Meeting
  • 発表場所: Barcelona
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] Chromosome dynamics underlying regulation of developmental Shh expression (2009)
  • 著者名/発表者名: Amano T, Tanabe H, Sagai T. and Shiroishi T.
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-12-10
• [学会発表] 染色体ダイナミクスを介したShh遺伝子の動的発現制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 天野孝紀
  • 学会等名: 日本遺伝学会第81回大会
  • 発表場所: 信州大学理学部
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] 染色体ダイナミクスを介したShh遺伝子の動的発現制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 天野孝紀,城石俊彦
  • 学会等名: 日本遺伝学会第81回大会ワークショップ
  • 発表場所: 松本
  • 年月日: 2009-06-18
• [学会発表] A cluster of three long-range enhancers directs regional Shh expression in the epithelial linings (2009)
  • 著者名/発表者名: 嵯峨井知子
  • 学会等名: 第42回日本発生生物学会
  • 発表場所: 第42回日本発生生物学会
  • 年月日: 2009-05-29
• [学会発表] Long-range enhancer-promoter interaction via chromosomal dynamics at the Shh locus (2009)
  • 著者名/発表者名: 天野孝紀
  • 学会等名: 23rd International Mammalian Genome Conference
  • 発表場所: Hilton La Jolla Torrey Pines
  • 年月日: 2009-05-29
• [学会発表] Long-range enhancer-promoter interaction via chromosomal dynamics at the Shh locus (2009)
  • 著者名/発表者名: Amano, T., Sagai, T., Tanabe, H. and Shiroishi T.
  • 学会等名: 23th INTERNATIONAL MOUSE GENOME CONFERENCE 2009
  • 発表場所: La Jolla, San Diego, USA