転写制御ネットワークから見る原口形成と原腸胚オーガナイザーの進化のメカニズム

• 研究課題/領域番号: 22370075
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 発生生物学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 平良 眞規 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60150083)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2012年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2011年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2010年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
• キーワード: クロマチン免疫沈降 / 原腸胚オーガナイザー / ネッタイツメガエル / アフリカツメガエル / ChIP-seq解析 / 転写因子 / ヒストン修飾 / 転写制御 / Lim1/Lhx1 / Otx2 / 発生準備エンハンサー / オーガナイザー / ChIP-seq / Lhx1/Lim1 / p300 / TLE/Groucho

研究概要

脊椎動物の胚発生の初期で、基本的なボディプランを定めるのが原腸胚オーガナイザーである。この重要な組織において中心的役割を担う転写因子の役割と、進化的な成り立ちを調べることを目的とし、ツメガエルの原腸胚を用いた免疫沈降‐シーケンス（ChIP-seq）解析を行った。その結果、転写因子のOtx2、Lim1/Lhx1、Gsc、Siaは、特定の配列をもつ遺伝子制御領域のDNA上で組み合わさって、数多くの遺伝子を正または負に制御することが示唆された。また脊椎動物の祖先型であるナメクジウオの遺伝子制御領域との比較より、制御領域の機能的進化による脊椎動物の頭部形成の進化の一端が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Occupancy of Tissue-Specific cis-Regulatory Modules by Otx2 and TLE/Groucho for Embryonic Head Specification (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuoka Y., Suzuki Y., Takahashi S., Sudou N., Haramoto Y., Tando Y., Kubokawa K., Cho K. W., Asashima M., Sugano S., and Taira M.
  • 雑誌名: Nat. Commun 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic in vivo binding of transcription factors to cis-regulatory modules of cer and gsc in the stepwise formation of the Spemann-Mangold organizer. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sudou, Norihiro
  • 雑誌名: Development 巻: 139 号: 9 ページ: 1651-1661
  • DOI: 10.1242/dev.068395
  • 査読あり
• [雑誌論文] The medaka zic1/zic4 mutant provides molecular insights into teleost caudal fin evolution. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuuta Moriyama
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 21 号: 7 ページ: 601-607
  • DOI: 10.1016/j.cub.2012.01.063
  • 査読あり
• [雑誌論文] Secreted Wnt "inhibitors" are not just inhibitors : Regulation of extracellular Wnt by secreted Frizzled-related proteins (2011)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Mii
  • 雑誌名: Development, Growth & Differentiation 巻: 53 号: 8 ページ: 911-923
  • DOI: 10.1111/j.1440-169x.2011.01299.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of Lim1 expression in embryos of frogs with different modes of reproduction (2010)
  • 著者名/発表者名: Venegas-Ferrin M., Sudou N., Taira M., and del Pino E. M.
  • 雑誌名: Int. J. Dev. Biol. 巻: 54 号: 1 ページ: 195-202
  • DOI: 10.1387/ijdb.092870mv
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of Lim1 expression in embryos of frogs with different modes of reproduction. (2010)
  • 著者名/発表者名: Venegas-Ferrin, M., Sudou, N., Taira, M., del Pine, E.M.
  • 雑誌名: Int.J.Dev.Biol. 巻: 54 ページ: 195-202
  • 査読あり
• [学会発表] 転写因子SiamoisのChIP-seq解析による頭部オーガナイザー形成機構の研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 本田裕樹,桐ヶ谷嘉章,安岡有理,今井紗綾,鈴木穣,高橋秀治,浅島誠,菅野純夫,平良眞規
  • 学会等名: 第8回日本ツメガエル研究会首都圏研究集会
  • 発表場所: 横浜市大
  • 年月日: 2014-03-16
• [学会発表] Roles of the zinc finger protein Zbtb11 and phosphorylation modification in the regulation of Otx2 activity in early Xenopus eye development (2014)
  • 著者名/発表者名: Yumeko Satou, Erina Hosono, Kohei Minami, Yuuri Yasuoka, Takashi Shibano, Hiroshi Mamada, Shuji Takahashi, Makoto Asashima and Masanori Taira
  • 学会等名: Keystone Symposium on transcription regulation
  • 発表場所: Santa Fe (USA)
• [学会発表] The Xenopus laevis genome project: The consequence of allotetraploidization 50 million years ago (2014)
  • 著者名/発表者名: Masanori Taira and the US-Japan consortium for the Xenopus laevis genome project
  • 学会等名: 広島大学・両生類研究施設 国際シンポジウム”Frontiers in Amphibian Biology: Endangered Species Conservation and Genome Editing”
  • 発表場所: 広島大学
  • 招待講演
• [学会発表] ChIP-seq analysis of Transcription factor Siamois for mechanisms of head organizer formation (2013)
  • 著者名/発表者名: Honda Y., Kirigaya Y., Yasuoka Y., Imai S., Suzuki Y., Takahashi S., Asashima M., Sugano S., and Taira M.
  • 学会等名: 第36回分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Roles of the zinc finger protein Zbtb11 and phosphorylation modification in the regulation of Otx2 activity in early Xenopus eye development (2013)
  • 著者名/発表者名: Yumeko Satou, Erina Hosono, Kohei Minami, Takashi Shibano, Hiroshi Mamada, Shuji Takahashi, Makoto Asashima, Masanori Taira
  • 学会等名: 発生生物学会第46回大会
  • 発表場所: 松江くにびきメッセ
• [学会発表] ChIP-Seq analysis of Transcription factor Siamois for mechanisms of head organizer formation (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuki Honda, Yoshiaki Kirigaya, Yuuri Yasuoka, Saya Imai, Yutaka Suzuki, Shuji Takahashi, Makoto Asashima, Sumio Sugano, Masanori Taira
  • 学会等名: 第36回分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] Otx2 and TLE/Groucho occupancy marks tissue-specific cis-regulatory modules for head specification (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuoka Y., Suzuki Y., Takahashi S., Haramoto Y., Tando Y., Kubokawa K., Ken W., Cho Asashima M., Sugano S., and Taira M.
  • 学会等名: 第35回分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Massively parallel regulation of head and non-head genes by Otx2, Lim1 and Gsc is based on evolution of the head organizer in the chordate (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuoka Y., Suzuki Y., Takahashi S., Sudou N., Haramoto Y., Tando Y., Kubokawa K., Cho K. W., Asashima M., Sugano S., and Taira M.
  • 学会等名: 日本発生生物学会第45回大会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Secreted Frizzled-related proteins (sFRPs) regulate extracellular distribution of Wnt ligands via interactions with heparan sulfate (2012)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Mii, Kenichi Nakazato, Atsushi Mochizuki, Masanori Taira
  • 学会等名: 日本発生生物学会第44回大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター
• [学会発表] The molecular entity of positional information revealed by ChIP-sequence analysis for Lim1 and Otx2 in the head organizer and its application for evolutionary analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuuri Yasuoka, Norihiro Sudou, Shuji Takahashi, Yukiko Tando, Yutaka Suzuki, Sumio Sugano, Kaoru, Kubokawa, Makoto Asashima, Masanori Taira
  • 学会等名: 日本発生生物学会第44回大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター
• [学会発表] Direct contibutions of Otx2 as a positional tag to global gene regulation in the head organizer in Xenopus embrvos (2011)
  • 著者名/発表者名: 平良眞規
  • 学会等名: 国際生物学賞記念国際シンポジウム
  • 発表場所: 京都ガーデンパレス(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] Direct contributions of Otx2 as a positional tag to global gene regulation in the head organizer in Xenopus embryos (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasuoka Y., Suzuki Y., Takahashi S., Sudou N., Haramoto Y., Asashima M., Sugano S., and Taira M.
  • 学会等名: International Symposium"Genetic Regulation of Development"Commemorative of 27th International Prize for Biology, 2011, Celebrating Dr. Eric Davidson
  • 発表場所: 京都ガーデンパレス,京都
• [学会発表] ChIP-seq法を用いた内胚葉と中胚葉形成におけるVegTとMix1の役割の解析(Role of VegT and Mix1 during endoderm and mesoderm formation as assayed by ChIP-seq analysis) (2011)
  • 著者名/発表者名: 桐ケ谷嘉章,安岡有理,鈴木穣,高橋秀治,浅島誠,菅野純夫,平良眞規
  • 学会等名: 第34回分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜市大
• [学会発表] The molecular entity of positional information revealed by ChIP-sequence analysis for Lim1 and Otx2 in the head organizer and its application for evolutionary analysis(頭部オーガナイザーにおけるLim1とOtx2のChIP-sequence解析から明らかになった位置情報の分子実体とその進化解析への応用) (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasuoka Y., Sudou N., Takahashi S., Tando Y., Suzuki Y., Sugano S., Kubokawa K., Asashima M., and Taira M.
  • 学会等名: 日本発生生物学会第44回大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター
• [学会発表] Xenopusの眼の初期形成に関わるOtx2の活性調節におけるC2H2型Znフィンガー蛋白質Zbtb11とZnf668の役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤夢子、柴野卓志、儘田博志、安岡有理、高橋秀治、浅島誠、平良眞規
  • 学会等名: 第34回分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] ChIP-seq法を用いた内胚葉と中胚葉形成におけるVegTとMix1の役割の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 桐ケ谷嘉章、安岡有理、鈴木穣、高橋秀治、浅島誠、菅野純夫、平良眞規
  • 学会等名: 第34回分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] Frzb regulates extracellular distribution of Wnt8 via interactions with heparan sulfate (2011)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Mii, Kenichi Nakazato, Atsushi Mochizuki, Masanori Taira
  • 学会等名: Wnt Meeting 2011 UCLA, California, U.S.A
  • 発表場所: UCLA, California, U.S.A.
• [学会発表] 脊椎動物原腸胚オーガナイザーにおける転写制御ネットワークとその進化(The overview of transcriptional networks in the vertebrate gastrula organizer and its evolution) (2010)
  • 著者名/発表者名: 安岡有理,須藤則広,高橋秀治,鈴木穣,丹藤由希子,窪川かおる,菅野純夫,浅島誠,平良眞規
  • 学会等名: 日本動物学会第81回東京大会
  • 発表場所: 東京大学,駒場
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] 脊椎動物原腸胚オーガナイザーにおける転写制御ネットワークとその進化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安岡有理、須藤則広、高橋秀治、鈴木穣、丹藤由希子、窪川かおる、菅野純夫、浅島誠、平良眞規
  • 学会等名: 日本動物学会第81回東京大会
  • 発表場所: 東京大学(駒場)
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] 脊椎動物の頭部オーガナイザー獲得に関わるエンハンサー進化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安岡有理,丹藤由希子,窪川かおる,平良眞規
  • 学会等名: 第12回日本進化学会年大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2010-08-03
• [学会発表] Xenopus原腸胚オーガナイザーのNodal、Wnt、BMPの下流転写因子群によるcerberus遺伝子の統合的な発現制御機構の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 須藤則広,平良眞規
  • 学会等名: Xenopus若手ワークショップ(第4回日本ツメガエル研究集会)日本発生生物学会第43回大会サテライトミーティング
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-06-19
• [学会発表] ChIPシーケンス解析で明らかとなった原腸胚オーガナイザーの遺伝子制御ネットワークにおけるLim1/Lhx1とOtx2の多機能性(Versatile functions of Lim1/Lhx1 and Otx2 in the gastrula organizer gene regulatory network revealed by ChIP-sequence analysis) (2010)
  • 著者名/発表者名: 安岡有理,須藤則広,鈴木穣,高橋秀治,原本悦和,浅島誠,菅野純夫,平良眞規
  • 学会等名: 第33回分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] ChIP-sequence analysis for Lim1 and Otx2 in the Spemann-Mangold organizer (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasuoka Y., Sudou N., Suzuki Y., Takahashi S., Haramoto Y., Asashima M., Sugano S., and Taira M.
  • 学会等名: OIST Winter Course "Evolution of Complex Systems" (OWECS2010)
  • 発表場所: OIST Seaside House,沖縄,恩納村
• [学会発表] Versatile functions of Lim1/Lhx1 and Otx2 in the gastrula organizer gene regulatory network revealed by ChIP-sequence analysis (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasuoka Y., Sudou N., Suzuki Y., Takahashi S., Haramoto Y., Asashima M., Sugano S., and Taira M.
  • 学会等名: 13th International Xenopus Conference
  • 発表場所: Lake Louise,Canada
• [学会発表] ChIP-sequence analysis for Lim1 and Otx2 in the Spemann-Mangold organizer (2010)
  • 著者名/発表者名: Taira M.
  • 学会等名: 13th International Xenopus Conference
  • 発表場所: Lake Louise,Canada
• [学会発表] The integrated regulation of the cerberus gene by transcription factors downstream of Nodal, Wnt, and BMP in the Xenopus gastrula organizer(Xenopus原腸胚オーガナイザーのNodal、Wnt、BMPの下流転写因子群によるcerberus遺伝子の統合的な発現制御機構の解析) (2010)
  • 著者名/発表者名: Sudou N., and Taira M.
  • 学会等名: 日本発生生物学会第43回大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Evolutionary comparison of Lhx1 and Otx2 transcriptional regulatory networks in the gastrula organizer using chromatin immunoprecipitation (ChIP) analysis(原腸胚オーガナイザーにおけるLhx1とOtx2の転写制御ネットワークのChIP解析を用いた進化的比較) (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasuoka Y., Sudou N., Takahashi S., Tando Y., Suzuki Y., Sugano S., Kubokawa K., Asashima M., and Taira M.
  • 学会等名: 日本発生生物学会第43回大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Evolution of the gastrula organizer of vertebrates and its transcriptional regulatory networks(脊椎動物原腸胚オーガナイザーと転写制御ネットワークの進化) (2010)
  • 著者名/発表者名: Taira M.
  • 学会等名: 日本発生生物学会第43回大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Molecular mechanisms of the regulation of rax expression by the inner nuclear membrane protein Nemp1 in vertebrate eye development (2010)
  • 著者名/発表者名: Shibano T., Mamada H., Sudou N., Hakuno F., Takahashi S.-I., and Taira M.
  • 学会等名: The 2010 CSHL Symposium on Nuclear Organization & Function
  • 発表場所: Cold Spring Harbor, U.S.A.
• [学会発表] ChIP-sequence analysis for Lim1 and Otx2 in the Spemann-Mangold organizer. (2010)
  • 著者名/発表者名: Masanori Taira
  • 学会等名: 13th International Xenopus Conference
  • 発表場所: Lake Louise (Canada)
• [学会発表] Evolution of the gastrula organizer of vertebrates and its transcriptional regulatory networks. (2010)
  • 著者名/発表者名: Masanori Taira
  • 学会等名: 日本発生生物学会第43回大会
  • 発表場所: 京都国際会議場
• [図書] 生物学辞典(項目「アフリカツメガエル」、「生体染色」、「顕微注射」を執筆) (2010)
  • 著者名/発表者名: 平良眞規
  • 総ページ数: 3
  • 出版者: 東京化学同人
• [備考]
  • URL: http://www.biol.s.u-tokyo.ac.jp/users/lmb/public_html/index.php?Home
• [備考] 分子生物学研究室
  • URL: http://www.biol.s.u-tokyo.ac.jp/users/lmb/public_html/index.php
• [備考]
  • URL: http://www2.biol.s.u-tokyo.ac.jp/users/lmb/index.php?Home
• [備考]
  • URL: http://133.11.2.20/users/lmb/index.php