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

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21200064
• 研究種目: 新学術領域研究(研究課題提案型)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 発生生物学; 遺伝・ゲノム動態
• 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)
• 連携研究者: 越智 陽城 山形大学, 医学部・教育研究支援センター, 助教 (00505787)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 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

本研究では、比較ゲノム解析とツメガエルの高効率トランスジェニック技術とを組み合わせて、発生や遺伝病に関与する遺伝子のシス調節領域のゲノムワイドな探索をおこなった。その結果、Pax ファミリーからポリコーム関連遺伝子に至る様々な遺伝子について、脊椎動物で保存されているエンハンサーの同定に成功した。またナメクジウオの相同領域との比較解析から、進化におけるパラログ遺伝子間の発現様式の多様化には、エンハンサーの変化よりもサイレンサーの獲得が重要なことを発見した。

研究成果

• [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, H., Tamai, T., Nagano, H., Kawaguchi, A., Sudou, N. and Ogino, H
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 3 ページ: 848
  • 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, A., Ochi, H., Sudou, N. and Ogino, H
  • 雑誌名: Int. J. Dev. Biol 巻: 56 ページ: 295-300
  • 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, N., Yamamoto, S., Ogino, H. and Taira, M
  • 雑誌名: Development 巻: 139 ページ: 1651-1661
  • 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, H., Ochi, H., Reza, H. M. and Yasuda, K
  • 雑誌名: Dev. Biol 巻: 363 ページ: 333-347
  • 査読あり
• [雑誌論文] onserved expression of mouse Six1 in the pre-placodal region (PPR) and identification of an enhancer for the rostral PPR (2010)
  • 著者名/発表者名: Sato, S., Ikeda, K., Shioi, G., Ochi, H., Ogino, H., Yajima, H., Kawakami, K
  • 雑誌名: C. Dev. Biol 巻: 344 ページ: 158-171
  • 査読あり
• [雑誌論文] The genome of the western clawed frog Xenopus tropicalis (2010)
  • 著者名/発表者名: Hellsten, U., Harland, R. M. (他43名)
  • 雑誌名: Science 巻: 328 ページ: 633-636
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolutionary origin of the Otx2 enhancer for its expression in visceral endoderm (2010)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa, D., Ohmura, T., Ogino, H., Takeuchi, M., Inoue, A., Inoue, F., Suda, Y. and Aizawa, S
  • 雑誌名: Dev. Biol 巻: 342 ページ: 110-120
  • 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 (2013)
  • 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: 福岡市
  • 年月日: 2013-12-11
• [学会発表] Paralogous enhancers: a crossover point between developmental robustness and stress response (2012)
  • 著者名/発表者名: Ochi, H
  • 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, H
  • 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
  • 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 14回大会
  • 発表場所: 東京都八王子市
  • 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, 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: 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, A
  • 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, 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: 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, H
  • 学会等名: 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, H
  • 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, H
  • 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, A
  • 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] Evolutionary divergence and conservation of cis-regulatory elements in paralog formation (2010)
  • 著者名/発表者名: Ochi, H
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] Conservation and neofunctionalization of cis-regulatory elements in paralog evolution (2010)
  • 著者名/発表者名: Ogino, H
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会・第 83回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] Functional analysis of the histone H3K27 methyltransferase and demethylase in Xenopus embryonic development (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi, A
  • 学会等名: The 16th International Conference of the International Society of Differentiation
  • 発表場所: 奈良市
  • 年月日: 2010-11-16
• [学会発表] Evolution of a fail-safe regulatory system for kidney development (2010)
  • 著者名/発表者名: Ochi, H
  • 学会等名: The 16th International Conference of the International Society of Differentiation
  • 発表場所: 奈良市
  • 年月日: 2010-11-15
• [学会発表] Evolution of a fail-safe regulatory system after genome duplications in chordates (2010)
  • 著者名/発表者名: Ogino, H
  • 学会等名: NAIST Grobal COE International Symposium 2010 "Plasticity in Development and Evolution"
  • 発表場所: 奈良県生駒市
  • 年月日: 2010-11-11
• [学会発表] Mechanisms leading to determination of the embryonic eye (2010)
  • 著者名/発表者名: Grainger, R. M
  • 学会等名: 13th International Xenopus Conference
  • 発表場所: Lake Louise, Canada
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] 幼生期と成体期の Xenopusでみられる四肢再生における異なる開始機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 横山 仁
  • 学会等名: 動物学会東北支部大会
  • 発表場所: 福島市
  • 年月日: 2010-08-07
• [学会発表] パラログ形成にともなうシス調節機構の進化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 荻野 肇
  • 学会等名: 第12回日本進化学会大会
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2010-08-05
• [学会発表] Evolution of cis-regulatory mechanisms in paralog formation (2010)
  • 著者名/発表者名: Ogino, H
  • 学会等名: 第43回日本発生生物学会大会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2010-06-21
• [学会発表] Developmental switch from Rohon-Beard cells to dorsal root ganglia in Xenopus (2010)
  • 著者名/発表者名: Yajima, H
  • 学会等名: 第43回日本発生生物学会大会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2010-06-21
• [学会発表] A fail-safe regulatory system generated by genome duplications for kidney development (2010)
  • 著者名/発表者名: Ochi, H.
  • 学会等名: 第43回日本発生生物学会大会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2010-06-21
• [学会発表] Functional analysis of epigenetic regulators, Ezh2 and Jmjd3, in Xenopus embryonic development (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi, A
  • 学会等名: 第43回日本発生生物学会大会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2010-06-20
• [学会発表] Different mechanisms in inhibition of limb regeneration between larval and adult Xenopus (2010)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama, H
  • 学会等名: 第43回日本発生生物学会大会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2010-06-20
• [学会発表] Six1 acts as a molecular switch of primary sensory systems from Rohon-beard cells to DRG neurons (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawakami, K
  • 学会等名: The 11th Asian and Oceanian Conference on Transcription
  • 発表場所: 沖縄県今帰仁村
  • 年月日: 2010-06-04
• [学会発表] A basis for an in vivo directed reprogramming of differentiated cells using neural crest cells as a model (2009)
  • 著者名/発表者名: Takase, Y
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] Expression and functional analysis of epigenetic regulators, Eed, Ezh2, Jmjd3 and Utx, in Xenopus embryonic development (2009)
  • 著者名/発表者名: Okano, M
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] Pax2/5/8パラロググループのシス調節ネットワークの解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 荻野 肇
  • 学会等名: 第3回日本ツメガエル研究集会
  • 発表場所: 広島県廿日市市
  • 年月日: 2009-10-06
• [学会発表] カエルの高効率トランスジェニックシステムを用いた機能ゲノム学的研究の展開 (2009)
  • 著者名/発表者名: 荻野 肇
  • 学会等名: 日本動物学会第80回大会
  • 発表場所: 静岡市
  • 年月日: 2009-09-19
• [学会発表] Pax2/5/8パラログ遺伝子群のシス調節ネットワークの進化の研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 越智陽城
  • 学会等名: 日本動物学会第80回大会
  • 発表場所: 静岡市
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] Transgenic analysis of a cis-regulatory network for the Pax2/5/8 paralog group in Xenopus: an evolutionary view (2009)
  • 著者名/発表者名: Ochi, H
  • 学会等名: 第42回日本発生生物学会大会
  • 発表場所: 新潟市
  • 年月日: 2009-05-29
• [学会発表] Cis-regulatory mechanisms controlling Six1 expression in the preplacodal region and sensory placodes (2009)
  • 著者名/発表者名: Sato, S
  • 学会等名: 第42回日本発生生物学会大会
  • 発表場所: 新潟市
  • 年月日: 2009-05-29
• [学会発表] Evolutionary origin of Otx2 enhancer for its expression in visceral endoderm (2009)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa, K
  • 学会等名: 第42回日本発生生物学会大会
  • 発表場所: 新潟市
  • 年月日: 2009-05-29
• [図書] Comparative genomics-based identification and analysis of cis-regulatory elements. Methods Mol. Biol. 917 (Xenopus Protocols, Second edition) (2012)
  • 著者名/発表者名: Ogino, H., Ochi, H., Uchiyama, C., Louie, S. and Grainger, R. M
  • 総ページ数: 245-263
  • 出版者: Humana press
• [備考]
  • URL: http://bsgcoe.naist.jp/special-grp03.html http://bsgcoe.naist.jp/ogino/index.html
• [備考] 報道関連情報雑誌論文(1)(Nature Communications誌に発表したゲノム倍化と遺伝子進化の研究)の意義を伝えた記事 2012年 5月 23日毎日新聞 朝刊 2012年 5月 23日産経新聞 朝刊 2012年 5月 23日奈良新聞 朝刊 2012年 5月 25日日経産業新聞 朝刊 2012年 6月 2日日刊工業新聞 朝刊 2012年 5月 25日 MSN産経 wes
  • URL: http://sankei.jp.msn.com/west/west_life/news /120525/wlf12052516310018-n1.htm