パラログ間クロストークによる遺伝子発現の安定化機構

• 研究課題/領域番号: 24770214
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 発生生物学
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 越智 陽城 山形大学, 医学部, 助教 (00505787)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012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: パラログ / 発生制御遺伝子 / Pax2 / Pax5 / ナメクジウオ / ツメガエル / トランスジェニックシステム / 浸透圧ストレス / 遺伝子発現制御 / 遺伝子発現調節 / 転写因子 / 器官形成 / ゲノム進化 / 遺伝子発現 / シス調節配列 / パラログ遺伝子

研究成果の概要

遺伝子発現の安定化には、遺伝子重複により生じたパラログの働きが鍵であることが指摘さている。本研究では脊椎動物のパラログペアであるPax2とPax5に着目しその分子実体の解明に迫った。ツメガエルのPax2は前腎では発現する。一方Pax5の発現はみられない。しかしながらPax2の機能阻害と浸透圧ストレスにより、Pax5の発現が前腎で亢進することがわかった。さらに祖先型遺伝子のナメクジウオのPax2/5/8は、浸透圧ストレスにより活性化することを発見した。これらからPax2とPax5のパラログ間での発現の安定化機構は、祖先遺伝子が持っていた浸透圧ストレス応答のメカニズムから進化したことが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] ストン脱メチル化因子Jmjd3による眼形成遺伝子Pax6の発現制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川口茜、越智陽城、須藤則広、荻野肇
  • 雑誌名: 21世紀の遺伝学(XI) 巻: 89 ページ: 8-8
• [雑誌論文] Transcriptional regulators in the Hippo signaling pathway control organ growth in Xenopus tadpole tail regeneration (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayashi S., Ochi H., Ogino H., Kawasumia A., Kameid Y., Tamura K., Yokoyama H.
  • 雑誌名: Developmental Biology 巻: 396 ページ: 31-41
  • 査読あり
• [雑誌論文] Six1 is a key regulator of the developmental and evolutionary architecture of sensory neurons in craniates (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Yajima, M. Suzuki, H. Ochi, K. Ikeda, S. Sato, K. Yamamura, H. Ogino, N. Ueno and K. Kawakami
  • 雑誌名: BMC Biol 巻: 12 号: 1 ページ: 40-40
  • DOI: 10.1186/1741-7007-12-40
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 全ゲノム倍化直後の脊椎動物胚の遺伝子発現動態 (2014)
  • 著者名/発表者名: Ochi H and Ogino H
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会, ワークショップ: 生態進化発生学 (Eco-Evo-Devo)とは言うけども
  • 発表場所: 神奈川県横浜市パシフィック横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] ゲノム編集技術TALENとCRISPR/Cas9を用いた遺伝子発現調節領域のゲノムワイドな機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木菜花、星島一幸、荻野肇、越智陽城
  • 学会等名: 第22回山形分子生物学セミナー
  • 発表場所: 山形県山形市山形大学理学部
  • 年月日: 2014-11-08
• [学会発表] ゲノム編集技術 TALENを用いたアカハライモリのチロシナーゼ遺伝子の破壊 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平野 高大、越智陽城、星島一幸、竹島一仁、星島一幸、渡辺-高山絵理子、渡辺明彦
  • 学会等名: 第22回山形分子生物学セミナー
  • 発表場所: 山形県山形市山形大学理学部
  • 年月日: 2014-11-08
• [学会発表] ツメガエルのゲノム情報とトランスジェニック技術を使った再生応答エンハンサーの同定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 越智陽城
  • 学会等名: 第1回イベリアイモリの会
  • 発表場所: 鳥取県鳥取市鳥取大学医学部
  • 年月日: 2014-11-05
• [学会発表] Gene expression dynamics in the artificially genome duplicated vertebrate embryo. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ochi, H.
  • 学会等名: 第86回日本遺伝学会, ワークショップ: ゲノム編集技術と両生類遺伝学の最先端
  • 発表場所: 滋賀県長浜市長浜バイオ大学
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
  • 招待講演
• [学会発表] Modification of cell differentiation competence by histione H3K27 demethylase. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ogino H., Sudou S., Kawaguchi A., Ochi H.
  • 学会等名: 第85回 日本動物学会, ワークショップ: ナショナルバイオリソース
  • 発表場所: 宮城県仙台市東北大学
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] Identification of a cis-regulagory module for glomerular regeneration using comparative genomics and transgenesis techniques for amphbian. (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki N., Hoshijima, K., Ogino, H., Ochi H.
  • 学会等名: 第85回 日本動物学会 ワークショップ: ゲノム情報と胚誘導形態形成研究のクロストーク
  • 発表場所: 宮城県仙台市東北大学
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] Transcriptional regulators in hippo pathway control organ growth during tail regeneration in Xenopus tadpoles (2014)
  • 著者名/発表者名: 林 真一、越智陽城、荻野 肇、川住 愛子、亀井 保博、田村 宏治、横山 仁
  • 学会等名: 第85回 日本動物学会
  • 発表場所: 宮城県仙台市東北大学
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] Identification of cis-regulatory module for the glomerular regeneration using comparative genomics and transgenesis techniques for amphibian. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nanoka S, Hoshijima Ogino H., Ochi H.
  • 学会等名: International Workshop on Developmental and Regeneration Biology in Yamagata
  • 発表場所: 山形県山形市山形大学理学部
  • 年月日: 2014-09-10
• [学会発表] Tyrosinase gene knockout by TALEN technology in the red-bellied new (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirano K., Ochi H., Hoshijima K., Takeshima K., Watanabe E., Watanabe A.
  • 学会等名: International Workshop on Developmental and Regeneration Biology in Yamagata
  • 発表場所: 山形県山形市山形大学理学部
  • 年月日: 2014-09-10
• [学会発表] The impact of whole genome duplication on vertebrate evolution: Lessons from theartificially tetraploidized embryo (2014)
  • 著者名/発表者名: Nanoka S., Ogino H., Ochi, H.
  • 学会等名: 47th Japanese Society of Developmental Biologist/Asia-Pacific Developmental Biology Network
  • 発表場所: 愛知県名古屋市ウインク愛知
  • 年月日: 2014-05-27 – 2014-05-30
• [学会発表] Identfication of a cis-regulatory module for glomerular regeneration (2014)
  • 著者名/発表者名: Sasaki Y., Tamura Y., Hoshijima K., Ogino, H., Ochi H.
  • 学会等名: 47th Japanese Society of Developmental Biologist/Asia-Pacific Developmental Biology Network
  • 発表場所: 愛知県名古屋市ウインク愛知
  • 年月日: 2014-05-27 – 2014-05-30
• [学会発表] Activation of H3K27 methlytransferase and demethylase genes during Xenopus tail regeneration (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi A., Ochi H., Sudou N., Ogino H.
  • 学会等名: 47th Japanese Society of Developmental Biologist/Asia-Pacific Developmental Biology Network
  • 発表場所: 愛知県名古屋市ウインク愛知
  • 年月日: 2014-05-27 – 2014-05-30
• [学会発表] Manipulation of On-Off switch for gene expression using TALEN: an advanced tool for genome engineering (2014)
  • 著者名/発表者名: Ochi H., Hoshijima K., Ogino H.
  • 学会等名: Energy Devices and Nanotechnology
  • 発表場所: 山形県米沢市山形大学工学部
  • 招待講演
• [学会発表] Yap1, Transcription Regulator in the Hippo Signaling Pathway is Required for Xenopus Limb Bud Regeneration3 (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayashi S., Ochi H., Ogino H., Tamura K., Yokoyama H.
  • 学会等名: CDB symposium 2014, Regeneration of Organs: Programming and Self-Organization
  • 発表場所: 兵庫県神戸市理化学研究所発生再生センター
• [学会発表] Modification of cell differentiation competence by histone H3K27 demethylases and its implication for organ regeneration (2013)
  • 著者名/発表者名: Ogino, H., Sudou, N., Kawaguchi, A and Ochi, H.
  • 学会等名: 第36回 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市神戸国際会議場
  • 招待講演
• [学会発表] The histone demethylase Jmjd3 stimulates ectopic eye formation by increasing the access of pax6 protein to its target gene (2013)
  • 著者名/発表者名: 須藤則広、川口 茜、越智陽城、上田陽子、荒木正介、荻野 肇
  • 学会等名: 第6回 Retina Research Meeting
  • 発表場所: 東京都千代田区JPタワーホール&カンファレンス
• [学会発表] アフリカツメガエル四肢再生におけるHippo系路の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林 真一, 越智 陽城、荻野 肇, 田村 宏治、横山 仁
  • 学会等名: 第84回 日本動物学会
  • 発表場所: 岡山県岡山市岡山大学津島キャンパス
• [学会発表] ツメガエル幼生の尾部再生時におけるヒストンメチル化制御因子の働き (2013)
  • 著者名/発表者名: 川口 茜、越智 太陽城、須藤 則広、荻野 肇
  • 学会等名: 第84回 日本動物学会
  • 発表場所: 岡山県岡山市岡山大学津島キャンパス
• [学会発表] Six2とLhx1の腎幹細胞での発現を調節するシス配列の探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐々木 裕子、田村 友佳、星島 一幸、荻野 肇、越智 陽城
  • 学会等名: 第7回日本ツメガエル研究集会
  • 発表場所: 山口県美祢市秋吉台国際芸術
• [学会発表] Evolution of a tissue-specific silencer underlies diversification of paralogous genes (2013)
  • 著者名/発表者名: Ochi, H., Tamai, T., Nagano, H., Kawaguchi, A., Sudou, N. and Ogino, H.
  • 学会等名: The 17th International Congress of Developmental Biology
  • 発表場所: Mexico, Cancun, Cancun Center, Conventions & Exhibitions
• [学会発表] The cis-regulatory evolution for developmental robustness and stress response (2013)
  • 著者名/発表者名: Ochi, H., Kawaguchi, A., Sudou, N., Hoshijima, K. and Ogino, H.
  • 学会等名: 46th Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
  • 発表場所: 島根県島根市くにびきメッセ
• [学会発表] The histone demethylase jmjd3 stimulates ectopic eye formation by increasing the access of pax6 protein to its target gene (2013)
  • 著者名/発表者名: Sudou, N., Kawaguchi, A., Ochi, H. and Ogino, H.
  • 学会等名: 46th Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
  • 発表場所: 島根県島根市くにびきメッセ
• [学会発表] Hippo signaling is important for Xenopus limb regenration (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, S., Ochi, H., Ogino, H., Tamura, K., and Yokoyama, H.
  • 学会等名: 46th Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
  • 発表場所: 島根県島根市くにびきメッセ
• [学会発表] Role of Six1 in evolution of vertebrate primary sensory system (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawakami, K., Yajima, H., Suzuki, M., Ochi, H., Ikeda, K., Sato, S., Ogino, H., Ueno, N.
  • 学会等名: 46th Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
  • 発表場所: 島根県島根市くにびきメッセ
• [学会発表] The H3K27 demethylase, Jmjd3, regulates pax6 expression for eye development (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi, A., Ochi, H., Sudou, N. and Ogino, H.
  • 学会等名: 46th Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists
  • 発表場所: 島根県島根市くにびきメッセ
• [学会発表] ゲノム進化からみた疾患発症 組織再生メカニズムの理解 (2013)
  • 著者名/発表者名: 越智 陽城
  • 学会等名: 「生物学から医学、そして医療へ」
  • 発表場所: 山形県山形市山形大学
• [学会発表] Evolution of a tissue-specific silencer underlies divergence in the expression of paralogues (2012)
  • 著者名/発表者名: Ogino, H., Ochi, H. Tamai, T., Nagano, H., Kawaguchi, A. and Sudou, N
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡 (福岡)
  • 招待講演
• [学会発表] Paralogous enhancers: a crossover point between developmental robustness and Stress response (2012)
  • 著者名/発表者名: Ochi, H., Tamai, T., Nagano, H., Kawaguchi, A., Sudou, N. and Ogino, H
  • 学会等名: The 14th Xenopus international conference
  • 発表場所: The Giens Peninsula (Toulon, France)
• [学会発表] Evolution of a tissue-specific silencer underlies divergence in the expression of paralogues (2012)
  • 著者名/発表者名: Ogino, H., Ochi, H., Tamai, T., Nagano, H., Kawaguchi, A. and Sudou, N.
  • 学会等名: The 14th Xenopus international conference
  • 発表場所: The Giens Peninsula (Toulon, France)
• [学会発表] Analysis of the Xenopus laevis J-strain genome by BAC end sequencing FISH, and RNA-sequence (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, S (17名の著者のうち9番目)
  • 学会等名: The 14th Xenopus international conference
  • 発表場所: The Giens Peninsula (Toulon, France)
• [学会発表] ゲノム倍化によるシス調節機構の進化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 越智陽城、荻野肇
  • 学会等名: 日本進化学会第14回大会
  • 発表場所: 首都大学東京 (東京)
  • 招待講演
• [学会発表] 脊椎動物体幹部一次感覚神経の発生と進化の鍵 The key regulator for developmental and evolutionary architecture of primary sensory neurons in craniates. (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢嶋浩、鈴木誠、越智陽城、池田啓子、佐藤滋、荻野肇、上野直人、川上潔
  • 学会等名: 高遠シンポジウム 一般発表
  • 発表場所: 高遠さくらホテル (長野)
• [学会発表] エピジェネティック因子Jmjd3による異所的な細胞分化と器官形成の促進 Stimulation of ectopic cell differentiation and organ formation by the histone (2012)
  • 著者名/発表者名: 須藤則広、川口茜、越智陽城、荻野肇
  • 学会等名: 高遠シンポジウム 一般発表
  • 発表場所: 高遠さくらホテル (長野)
• [学会発表] Key regulator for development and evolutionary switch form Rohon-Beard cells to dorsal root ganglia (2012)
  • 著者名/発表者名: Yajima, H., Suzuki, M., Ochi, H., Ikeda, K., Sato, S., Ogino, H., Ueno, N. and Kawakami, K
  • 学会等名: ISDB 71th Annual Meeting
  • 発表場所: Hilton Bonaventure Hotel (Montreal, Canada)
• [学会発表] Paralogous enhancers: a crossover point between developmental robustness and stress response (2012)
  • 著者名/発表者名: Ochi, H., Kawaguchi, A., Tamai, T. and Ogino, H.
  • 学会等名: 第45回日本発生生物学会 第64回日本細胞生物学会合同大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸商工会議所 (神戸)
• [学会発表] Stimulation of ectopic cell differentiation and organ formation by the histone demethylase, Jmjd3 (2012)
  • 著者名/発表者名: Sudou, N., Kawaguchi, A., Ochi, H. and Ogino, H.
  • 学会等名: 第45回日本発生生物学会 第64回日本細胞生物学会合同大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸商工会議所 (神戸)
• [学会発表] The H3K27 demethylase, JMJD3, is essential for Xenopus eye development (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi, A., Ochi, H., Sudou N. and Ogino, H.
  • 学会等名: 第45回日本発生生物学会 第64回日本細胞生物学会合同大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸商工会議所 (神戸)
• [図書] New Principles in Developmental Processes (eds. Hisato Kondoh, Atushi Kuroiwa), Differential use of paralogous genes via evolution of cis-regulatory elements for divergent expression specificities, Chapter 21) (2014)
  • 著者名/発表者名: Ochi, H., Kawaguchi, A., Ogino, H.
  • 出版者: Springer
• [図書] 変わる (中村桂子 編) 発現調節配列の変化を探る 多様性をつくる鍵はゲノムのどこにある? - (2014)
  • 著者名/発表者名: 越智 陽城
  • 出版者: 新曜社
• [備考] 国立大学法人 山形大学医学部 越智研究室
  • URL: http://ochi.yu-med-tenure.com/