非コードRNAによるエピジェネティック脳機能制御の種間多様性

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21688021
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 今村 拓也 京都大学, 理学研究科, 准教授 (90390682)
• キーワード: 非コードRNA / DNAメチル化 / 生物多様性 / エピジェネティック制御 / 脳

研究概要

本課題は、ほ乳類脳のエピゲノム形成に関わるnon-coding RNA (ncRNA)制御メカニズムとその種問多様性を明らかにすることを目的としている。本年度は以下の4点について明らかにした:1)ヒト、チンパンジー、マカクザル、マウス、ブタにおけるプロモーターへの偽遺伝子挿入頻度が種間で異なる(バイオインフォマティクス解析)、2)固定した挿入配列からはRNA転写がコード遺伝子に対しアンチセンス方向に起こる(前年度までのプロモーターアレイの結果をイルミナ社次世代シークエンス解析により精度を高めて検定)、3)挿入配列自体はプロモーター/エンハンサーとして、DNAメチル化した挿入配列はサイレンサーとして機能しうる(各種動物細胞レポーターアッセイ)、4)挿入配列由来promoter-associatednc RNA (pancRNA)とDNAグリコシラーゼの強制発現により、挿入配列を配列特異的に脱メチル化/遺伝子オンにできる(試験管内メチル化アッセイ)。以上より、偽遺伝子由来配列が遺伝子制御領域に種特異的に挿入されることで、種特異的pancRNAが獲得され、配列特異的DNAメチル化パターン形成を介して、種特異的遺伝子発現スイッチの獲得に至ることが考えられた。成果の一部は米国生化学会誌などに報告し、大学広報を通じた成果の発信にも努めた(「ほ乳類の遺伝子ONをRNAにより制御する」http://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/2011/20111005-1.html)。

研究成果

• [雑誌論文] Single-stranded noncoding RNAs mediate local epigenetic alterations at gene promoters in rat cell lines (2011)
  • 著者名/発表者名: Junko Tomikawa, Hiroko Shimokawa, Masahiro Uesaka, Naoki Yamamoto, Yuji Mori, Hiroko Tsukamura, Kei-ichiro Maeda, Takuya Imamura
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: Vol.286 ページ: 34788-34799
  • DOI: DOI:10.1074/jbc.M111.275750
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cell-to species-level diversity of epigenetic setting for androgen receptor expression in mammals (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Uesaka, Takuya Imamura
  • 雑誌名: Journal of Steroids and Hormonal Science 巻: S2 ページ: 004
  • DOI: 10.4172/2157-7536.S2-004
  • 査読あり
• [学会発表] Possible involvement of cell-state-specific promoter-associated noncoding RNAs in the epigenome formation of rat PC12 cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto N, Hamazaki N, Uesaka M, Imamura T
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市)
  • 年月日: 2011-12-16
• [学会発表] Species-specific pseudogene insertions generate cis-acting RNA for promoter demethylation in the macaque (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Uesaka, Osamu Nishimura, Ken-ichiro Uno, Hiroki Ueda, Takao Oishi, Hiroo Imai, Kiyokazu Agata, Takuya Imamura
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市)
  • 年月日: 2011-12-16
• [学会発表] マカクザルにおける偽遺伝子由来promoter-associated noncoding RNA (pancRNA)による種特異的転写活性化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 今村拓也、上坂将弘、西村理、大石高生、今井啓雄、阿形清和
  • 学会等名: 第152回日本獣医学会大会
  • 発表場所: 大阪府立大学(堺市)
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] エピゲノム制御に関連するpromoter-associated noncoding RNAの卵活性化依存的発現 (2011)
  • 著者名/発表者名: 浜崎伸彦、上坂将弘、阿形清和、今村拓也
  • 学会等名: 第104回日本繁殖生物学会大会
  • 発表場所: いわて県民交流センター・アイーナ(盛岡市)
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] マカクザルにおける偽遺伝子由来promoter-associated noncoding RNA (pancRNA)による種特異的転写活性化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 上坂将弘、西村理、大石高生、今井啓雄、阿形清和、今村拓也
  • 学会等名: 第104回日本繁殖生物学会大会
  • 発表場所: いわて県民交流センター・アイーナ(盛岡市)
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] Species-specific promoter-associated noncoding RNA mediates DNA demethylation in macaques (2011)
  • 著者名/発表者名: Takuya Imamura, Masahiro Uesaka, Kiyokazu Agata
  • 学会等名: Society for Molecular Biology and Evolution 2011
  • 発表場所: 京都大学(京都市)(招待講演)
  • 年月日: 2011-07-27
• [学会発表] Pseudogene insertions may drive pancRNA acquisition during mammalisn evolution (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Uesaka, Takao Oishi, Hiroo Imai, Osamu Nishimura, Kiyokazu Agata, Takuya Imamura
  • 学会等名: 次世代シークエンサ現場の会第一回研究会
  • 発表場所: 熱海ニューフジヤマホテル(熱海市)
  • 年月日: 2011-05-29
• [学会発表] In vitro卵活性化依存的に発現するpromoter-associated noncoding RNAの同定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 浜崎伸彦、上坂将弘、阿形清和、今村拓也
  • 学会等名: 第5回エピジェネティクス研究会年会
  • 発表場所: KKRホテル熊本(熊本)
  • 年月日: 2011-05-20
• [備考]
  • URL: http://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/2011/20111005-1.html