遺伝子転写制御領域の空間構造を定量的に解析する計算手法の開発

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K06606
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分43060:システムゲノム科学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 朴 聖俊 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (40759411)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: ゲノム高次構造 / 遺伝子転写制御 / バイオインフォマティクス

研究成果の概要

ゲノムの長距離コンタクトを介した遺伝子転写制御は、正常ゲノム機能維持に必須であり、その破綻は異常細胞分化や異常発生などの原因となる。標的遺伝子の空間的近傍に存在する長距離コンタクトゲノム部位は、多種多様な転写調節関連因子の高度な相互作用のきっかけとなり、いわゆる、空間的転写ドメインの形成に貢献する。本研究では、このような転写ドメイン内におけるゲノム・エピゲノム転写調節因子の網羅的同定と、それらを定量的に解析する数理モデリング手法を開発した。これにより、ゲノム高次構造の機能的重要性に対するより深化した解析が可能となった。

自由記述の分野

バイオインフォマティクス

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、ゲノムトポロジーと遺伝子発現の動的共役をより包括的に理解するための情報科学的手法を提案した。つまり、既存の発現制御に重要なコンタクトゲノム部位の同定に留まらず、プロモーターとコンタクトゲノム部位の配列情報から潜在的な転写因子間相互作用を推定し、さらに、コファクターやメディエーターのタンパク質間相互作用を取り入れ、転写ドメイン内の制御シグナルの伝達様相を可視化した。これは、いわば「ゲノム高次構造を介した転写制御シグナローム」という新しい学術的分野の展開に貢献するであろう。