| 研究課題/領域番号 |
21H02543
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分45020:進化生物学関連
|
|---|
| 研究機関 | 名古屋大学 (2022-2023)
国立研究開発法人理化学研究所 (2021) |
|---|
研究代表者 |
隅山 健太 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (00370114)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
|
|---|
| キーワード | 発現制御進化 / ゲノム編集 / cis-element / Dlx遺伝子群 / エンハンサーノックイン / エンハンサー / 進化 / Dlx遺伝子 / パラログ遺伝子 / 発生進化 / subfunctionalization / evolution / cis-regulatory elements / distal enhancer / genome-editing |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究計画では、パラログ遺伝子サブ機能の性質をシス因子から明らかにするため、共通祖先型からパラログへの機能分割進化がどのように可能となったのか、エンハンサーサブ機能が独立機能単位としてゲノム中で機能統合や分割が可能であるのかの実験的検証を目的とする。ゲノム編集ツールによるマウス遺伝子工学を用いて、スーパーエンハンサーモデルから推定した機能領域を改変することでパラログ間でサブ機能シス因子を移植する実験を行い、パラログ間でのサブ機能の移転が実現可能であるか、形態発生等の形質が制御可能であるかを検証する。これによりシス調節因子駆動型の形態発生進化のメカニズムを理解することを目指す。
|
| 研究成果の概要 |
ゲノム編集によりDlx5-6遺伝子クラスターの鰓弓エンハンサーを欠損させたマウスでは下顎が上顎化する表現型が観察された。これによりDlx56鰓弓エンハンサーは下顎の発達に必須の役割を持っていることが明らかとなった。またDlx3-4クラスターへのDlx56鰓弓エンハンサーノックインにより、Dlx3発現量が２倍程度上昇することが確認された。Dlx56鰓弓エンハンサー欠損マウスとDlx56鰓弓エンハンサーをDlx3-4遺伝子クラスターにノックインしたマウスの交配を行い、両ホモ接合のマウスを得た。このマウスでは下顎が上顎化するDlx5-6鰓弓エンハンサー欠損マウスの表現型がレスキューされた。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
エンハンサーのノックインにより、内在性遺伝子の既存エンハンサー機能に影響を与えることなく、新しいエンハンサー機能を遺伝子に追加することが可能であることを示すことができた。このことにより複数の異種エンハンサーを一遺伝子に統合することが可能であるということを明らかにした。エンハンサーを移植するというこの手法は、エンハンサー主導の進化メカニズムの理解に役立つだけでなく、家畜などの有用動物の開発や、ヒトの遺伝子治療などに応用できる可能性がある。
|
