| 研究領域 | 全能性プログラム：デコーディングからデザインへ |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05357
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
生物系
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
深谷 雄志 東京大学, 定量生命科学研究所, 准教授 (00786163)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
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| キーワード | 初期発生 / 転写バースト / エンハンサー / コアプロモーター / 転写 / ゲノム構造 / ショウジョウバエ / 初期胚 / 初期胚発生 / ライブイメージング / TAD |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究ではこれまで見過ごされてきた全能性消失時の背景に潜むゲノム構造の動的変化に着目し、初期胚発生時の胚性ゲノム活性化に果たす機能を包括的に理解することを目指す。特に申請者が独自に開発した転写ライブイメージング技術を駆使することで、TADと呼ばれる高次ゲノム構造が遺伝子発現の時空間ダイナミクスに与える影響を1細胞ライブ計測しその定量的理解を得る。
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| 研究実績の概要 |
本研究では全能性消失時の背景に潜む転写活性の時空間的な動的変化に着目し、申請者が独自に開発した転写ライブイメージング技術を駆使することで、その詳細な制御機構の解明に取り組む。特に前年度の研究過程において見出したコアプロモーター領域の転写バーストの制御における役割について詳細な解析を行った。
コアプロモーター領域にはTATA-boxやInr、DPE、MTEなどの複数の配列エレメントが存在する。人工的に設計したレポーターシステムを用いて、各コアプロモーターエレメントに変異を導入したMS2遺伝子をシステマティックに作製し、その活性をライブイメージングによって解析することで、転写バースト制御におけるコアプロモーターの役割を解析した。その結果、TATA-boxは転写バーストの振幅の制御に寄与するのに対し、Inr、DPE、MTEは転写バースト頻度の制御に働いていることを明らかにした。さらに、ゲノム編集によってfushi-tarazuと呼ばれる内在遺伝子のコアプロモーターの配列を特異的に改変した系統を新たに作製しライブイメージング解析を行ったところ、TATA-boxおよびDPEのいづれが欠損した場合においても
遺伝子発現の空間パターン形成が乱れ、結果として胚性致死に至ることが明らかとなった。異常の結果は、全く同じエンハンサーの制御下にある遺伝子であっても、コアプロモーター配列の蘇生によって、どのくらいの強さの転写バーストをどういった頻度で生み出すかという「応答性」が緻密に制御されていることを強く示唆している。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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