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2011 年度 実績報告書

脊椎動物に共通な遺伝子発現調節領域のゲノムワイドマッピング

研究課題

研究課題/領域番号 21200064
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

荻野 肇  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 研究チーム長 (10273856)

キーワードゲノム / 遺伝子 / 発現制御 / 発生・分化 / 比較ゲノム / 進化
研究概要

1、トランスジェネシスによるエンハンサー活性のスクリーニング
発生や遺伝病に関与する遺伝子の中でも、特に組織再生に関与するものとして、Foxファミリーやエピジェネティック制御遺伝子群(Ezh2やUtx等)に注目して、シス調節領域を同定した。Ezh2とUtxの遺伝子産物はそれぞれクロマチンの凝縮と脱凝縮に働くが、胚発生においては、Ezh2とUtxのエンハンサーは共に脳や脊髄などで活性を示し、ツメガエル幼生の尾部を切断した後には、再生中の脊髄で再び活性化することを発見した。
またPax8とPax2は、脊椎動物の祖先種で起きたゲノム倍化により、共通の祖先遺伝子から形成されたパラログペアであるが、それらの発現様式は現生の脊椎動物において大きく異なる。一方、原索動物のナメクジウオはゲノム倍化を経験しておらず、Pax8とPax2に対する祖先型Pax遺伝子を1つもつ。これらの遺伝子のシス調節領域の比較機能解析から、Pax8とPax2の発現様式の違いはエンハンサーの変化によるのではなく、特定の組織でエンハンサーの働きを抑制するサイレンサーをゲノム倍化の後にPax8が獲得したためであることがわかった。この発見は、遺伝子の活性化に働くエンハンサーの変化にのみ注目してきた従来の分子進化学の考え方を覆すものである。
2、エンハンサーデータベースとゲノム調節ネットワークモデルの構築
エンハンサー活性のスクリーニング結果は、所属機関のホームページで公開し、その一部は学術論文として発表した。ゲノム調節ネットワークについては、特にPax2、Pax5、Pax8のパラログペアに注目して、エンハンサーやサイレンサーに転写因子の結合モチーフをマッピングし、さらに進化におけるそれら結合モチーフの獲得過程についてモデルを立てた。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (15件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Evolution of a tissue-specific silencer underlies divergence in the expression of pax2 and pax8 paralogues.2012

    • 著者名/発表者名
      Ochi, Haruki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 3 ページ: 848

    • DOI

      10.1038/ncomms1851

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparative expression analysis of the H3K27 demethylases, JMJD3 and UTX, with the H3K27 methylase, EZH2, in Xenopus.2012

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi, Akane
    • 雑誌名

      International Journal of Developmental Biology

      巻: 56 ページ: 295-300

    • DOI

      10.1387/ijdb.113360ak

    • 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 ページ: 1651-1661

    • DOI

      10.1242/dev.068395

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transcription factors involved in lens development from the preplacodal ectoderm.2012

    • 著者名/発表者名
      Ogino, Hajime
    • 雑誌名

      Developm ental Biology

      巻: 363 ページ: 333-347

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2012.01.006

    • 査読あり
  • [学会発表] 組織特異的なサイレンサーの獲得によるパラログの発現パターンの多様化2012

    • 著者名/発表者名
      荻野肇
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡県福岡市
    • 年月日
      2012-12-11
  • [学会発表] Paralogous enhancers : a crossover point between developmental robustness and stress response.2012

    • 著者名/発表者名
      Ochi, Haruki
    • 学会等名
      The 14th International Xenopus Conference
    • 発表場所
      Giens Peninsula, France
    • 年月日
      2012-09-11
  • [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, Hajime
    • 学会等名
      The 14th International Xenopus Conference
    • 発表場所
      Giens Peninsula, France
    • 年月日
      2012-09-10
  • [学会発表] ゲノム倍化が引き起こす遺伝子発現調節機構の進化2012

    • 著者名/発表者名
      荻野肇
    • 学会等名
      第24回 高遠・分子細胞生物学シンポジウム
    • 発表場所
      長野県伊那市(招待講演)
    • 年月日
      2012-08-23
  • [学会発表] 体幹部一次感覚神経の発生と進化の鍵因子2012

    • 著者名/発表者名
      矢嶋浩
    • 学会等名
      第24回 高遠・分子細胞生物学シンポジウム
    • 発表場所
      長野県伊那市
    • 年月日
      2012-08-23
  • [学会発表] パラログ形成にともなうシス調節機構の進化2012

    • 著者名/発表者名
      越智陽城
    • 学会等名
      日本進化学会第14回東京大会
    • 発表場所
      東京都八王子市(招待講演)
    • 年月日
      2012-08-23
  • [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, Hajime
    • 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
      兵庫県神戸市
    • 年月日
      2012-05-31
  • [学会発表] The H3K27 demethylase, JMJD3, is essential for Xenopus eye development.2012

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi, Akane
    • 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
      兵庫県神戸市
    • 年月日
      2012-05-31
  • [学会発表] Paralogous enhancers : a crossover point between developmental robustness and stress response.2012

    • 著者名/発表者名
      Ochi, Haruki
    • 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
      兵庫県神戸市
    • 年月日
      2012-05-29
  • [学会発表] Conservation and diversification of cis-regulatory mechanisms of the pax2/5/8 paralog group in chordates.2011

    • 著者名/発表者名
      Ochi, Haruki
    • 学会等名
      The American Society for Cell Biology Annual Meeting
    • 発表場所
      Denver, Colorado, USA
    • 年月日
      2011-12-04
  • [学会発表] ツメガエルの初期発生におけるヒストンH3メチル化因子と脱メチル化因子の機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      川口茜
    • 学会等名
      第5回 日本ツメガエル研究集会
    • 発表場所
      静岡県熱海市
    • 年月日
      2011-10-06
  • [学会発表] 組織特異的サイレンサーの獲得によるパラログ遺伝子の発現の多様化2011

    • 著者名/発表者名
      越智陽城
    • 学会等名
      第5回 日本ツメガエル研究集会
    • 発表場所
      静岡県熱海市
    • 年月日
      2011-10-06
  • [学会発表] A pair of duplicated enhancers controls both a fail-safe regulation for development and adaptation to environmental stress.2011

    • 著者名/発表者名
      Ochi, Haruki
    • 学会等名
      日本発生生物学会第44回大会
    • 発表場所
      沖縄県宜野湾市
    • 年月日
      2011-05-20
  • [学会発表] Heterochronic shift of Six1 expression drives evolutionary transition of vertebrate primary sensory neurons.2011

    • 著者名/発表者名
      Yajima, Hiroshi
    • 学会等名
      日本発生生物学会第44回大会
    • 発表場所
      沖縄県宜野湾市
    • 年月日
      2011-05-18
  • [学会発表] A H3K27 demethylase, Jmjd3, is essential for Xenopus eye development.2011

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi, Akane
    • 学会等名
      日本発生生物学会第44回大会
    • 発表場所
      沖縄県宜野湾市
    • 年月日
      2011-05-18
  • [図書] Comparative genomics-based identification and analysis of cis-regulatory elements (in Methods in Molecular Biology; Vol. 917, Xenopus Protocols, 2nd edition : Post-Genomic Approaches)2012

    • 著者名/発表者名
      Ogino, Hajime
    • 総ページ数
      245-263
    • 出版者
      Humana Press
  • [備考]

    • URL

      http://bsw3.naist.jp/courses/courses702.html

  • [備考] 平成24年度末まで研究成果を公開。平成25年度より、異動先機関(長浜バイオ大学)にて新たに成果公開用のwebページを作成予定。

    • URL

      http://bsw3.naist.jp/courses/courses702.html

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公開日: 2014-07-16  

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