クロマチン構造による反復配列由来エンハンサーの制御機構

• 研究領域: ゲノムアダプテーションのシステム的理解
• 研究課題/領域番号: 25125719
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 公益財団法人国際科学振興財団
• 研究代表者: 岡田 典弘 公益財団法人国際科学振興財団, シーラカンス研究所, 所長 (60132982)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円); 2014年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2013年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
• キーワード: 進化 / 生物多様性 / クロマチン / エンハンサー

研究実績の概要

本研究の目的は、反復配列に由来するエンハンサーのクロマチン状態を解析することにより、どのようにエピジェネティックな制御を受けてエンハンサー機能を示すのかを明らかにすることである。平成25度に完了したAS021座位の解析に加え、平成26年度は哺乳類の吻部でエンハンサー活性を示す反復配列由来のAS3_9座位についてDNAメチル化状態の解析をおこなってきた。その結果、エンハンサー活性を示すE11.5胚の吻部においては10.8%と低いメチル化率を示し、一方で終脳、中脳、尾部組織において低メチル化は見られなかった。さらにAS021による転写調節ターゲットであるSatb2、およびAS3_9の調節対象であるWnt5aのプロモーター周辺領域に関して同様の解析を行った結果、マウスの発生ステージ・組織にかかわらず7％以下の低メチル化状態であることが明らかとなった。
一方、哺乳類で保存されていない反復配列領域についても同様の解析をおこなった。その際、マウスゲノム情報、反復配列アノテーションデータ、および哺乳類間の保存度スコアデータを利用して全反復配列について保存度の比較解析をおこない、保存度の低いものを解析ターゲットとして選択した。その結果、マウスのいずれの発生ステージ・組織においてもエンハンサー機能を示す反復配列のような低メチル化状態は観察されなかった。
以上のように、本研究で解析した反復配列由来のエンハンサーは、通常の反復配列とは大きく異なり、マウス発生過程における活性組織特異的に低メチル化されることが明らかとなった。これは一般のエンハンサーに極めて近いクロマチン修飾機構を持つことを意味している。一方でこれらエンハンサーの調節対象遺伝子は一貫して低メチル化状態であることから、その転写調節がエンハンサーに大きく依存している可能性が見出された。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Integrated mechanism for the generation of the 5' junctions of LINE inserts. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi K., Kajikawa M. and Okada N.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 42 号: 21 ページ: 13269-13279
  • DOI: 10.1093/nar/gku1067
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mechanism by which a LINE protein recognizes its 3' tail RNA. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Y., Kajikawa M., Matsumoto T. and Okada N.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 42 号: 16 ページ: 10605-10617
  • DOI: 10.1093/nar/gku753
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Multiple episodic evolution events in V1R receptor genes of East-African cichlids (2014)
  • 著者名/発表者名: Nikaido M, Ota T, Hirata T, Satta Y, Saito Y, Aibara M, Mzighani SI, Hagino-Yamagishi K, Sturmbauer C, Okada N.
  • 雑誌名: Genome Biology and Evolution 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolutionary Changes in Vertebrate Genome Signatures with Special Focus on Coelacanth (2014)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki Y, Abe T, Okada N, Wada K, Wada Y, Ikemura T.
  • 雑誌名: DNA Research 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of chromosome markers from the Lake Victoria cichlid Paralabidochromis chilotes and their application to comparative mapping (2014)
  • 著者名/発表者名: Kuroiwa A, Terai Y, Kobayashi N, Yoshida K, Suzuki M, Nakanishi A, Matsuda Y, Watanabe M, Okada N.
  • 雑誌名: Cytogenetic and Genome Research 巻: 142 号: 2 ページ: 112-120
  • DOI: 10.1159/000356128
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro screening for compounds that enhance human L1 mobilization (2013)
  • 著者名/発表者名: Terasaki N, Goodier JL, Cheung LE, Wang YJ, Kajikawa M, Kazazian HH Jr, Okada N.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 号: 9 ページ: e74629-e74629
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0074629
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic structure of pelagic and littoral cichlid fishes from Lake Victoria (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeda M, Kusumi J, Mizoiri S, Aibara M, Mzighani SI, Sato T, Terai Y, Okada N, Tachida H.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 号: 9 ページ: e74088-e74088
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0074088
  • NAID: 120006627279
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coelacanth genomes reveal a variety of signatures for evolutionary transition from water to land (2013)
  • 著者名/発表者名: Nikaido M, Noguchi, H, Nishihara H, Toyoda A, Suzuki Y, Kajitani R, Suzuki H, Okuno M, Aibara M, Ngatunga BP, Mzighani SI, Kalombo HW, Masengi KW, Tuda J, Nogami S, Maeda R, Iwata M, Abe Y, Fujimura K, Okabe M, Amano T, Maeno A, Shiroishi T, Itoh T, Sugano S, Kohara Y, Fujiyama A, Okada N.
  • 雑誌名: Genome Research 巻: 23巻10号 号: 10 ページ: 1740-1748
  • DOI: 10.1101/gr.158105.113
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lineage specifice xpansion of V2R receptor (OlfC) genes in cichlids may contribute to diversification in amino acid detection (2013)
  • 著者名/発表者名: Nikaido M, Suzuki H, Toyoda A, FujiyamaA, Hagino-Yamagishi K, Kocher TD, Carleton KL, Okada N
  • 雑誌名: Genome Biol 巻: Evol.5 号: 4 ページ: 711-722
  • DOI: 10.1093/gbe/evt041
  • 査読あり
• [雑誌論文] The complete mitochondrial genomes of deep-sea squid (Bathyteuthis abyssicola), bob-tail squid (Semirossia patagonica) and four giant cuttlefish (Sepia apama, S. latimanus, S. lycidas and S. pharanois), and their application to the phylogenetic analysis of Decapodiformes (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawashima Y, Nishihara H, Akasaki T, Nikaido M, Tsuchiya K, Segawa S, Okada N.
  • 雑誌名: Molecular Phylogenetics and Evolution 巻: 69 号: 3 ページ: 980-993
  • DOI: 10.1016/j.ympev.2013.06.007
  • 査読あり
• [学会発表] SINEが関与した哺乳類のミクロ進化とマクロ進化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西原秀典、岡田典弘
  • 学会等名: 日本遺伝学会第85回大会
  • 発表場所: 慶應義塾大学