| 研究課題/領域番号 |
26291075
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| 研究機関 | 公益財団法人国際科学振興財団 |
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研究代表者 |
岡田 典弘 公益財団法人国際科学振興財団, その他部局等, その他 (60132982)
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| 研究分担者 |
西原 秀典 東京工業大学, 生命理工学研究科, 助教 (10450727)
二階堂 雅人 東京工業大学, 生命理工学研究科, 准教授 (70432010)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | エンハンサー / SINE / レトロポゾン / 二次口蓋 / マウス / 哺乳類 |
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| 研究実績の概要 |
従来我々のグループはSINEの一種であるAmnSINE1が哺乳類の共通祖先で増幅し、それが哺乳類特異的な形態の形成に関わっていることを証明してきた。今回はその中の一つがWint5aのエンハンサーであり、しかもそのエンハンサーが三つの異なる転移因子から構成されていることを証明した。この三つの転移因子とは、AmnSINE1に加え、新たに見つかったX6b_DNAとMER117である。様々な哺乳類でのオルソログでのこれらの反復配列の存在の有無を調べたところ、AmnSINE1は全て哺乳類の共通祖先で挿入され、X6b_DNAは単孔類が分岐した後、MER117は有袋類が分岐した後の真獣類に至る共通祖先でそれぞれ挿入されたことが明らかになった。このエンハンサーは、Wint5aのエンハンサーとして働き、哺乳類の二次口蓋の形成に貢献するが、非常に面白いことに、AmnSINE1のみではエンハンサーに機能を持たず、三つの反復配列が揃って初めてエンハンサーとして働く。これは、複数の反復配列が組み合わさることによってエンハンサー機能を持つ初めての例である。このように複数の反復配列が、一つの遺伝子のエンハンサーになっているというような例が今後は多く発見されるものと期待される。さらに我々はこのエンハンサーをノックアウトしたマウスを作成し、二次口蓋が形成されるか否かの検討を行った。面白いことにこのノックアウトマウスにおいてはWint5aの発現が不安定になるにもかかわらず、正常な二次口蓋が形成されることが示された。不安定ながらも発現されるWint5aは、ここで発見された以外のエンハンサーによってその発現が制御されているものと想定される。
今年度から「戦いの実態の解明とその進化」というテーマで研究を開始した。闘魚を使い、戦いの前、最中、後で、闘魚の脳からRNAを抽出し、RNA-seqを行ってトランスクリプトームの変遷を調べた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
三つの異なる反復配列が組み合わさることで一つのエンハンサーを形成していることは予想を超えた発見である。なぜなら従来発見されている反復配列由来のエンハンサーは全て一種類の反復配列が一つのエンハンサーを形成しているという例であるからである。この発見は、ゲノム中に存在する多くの反復配列が組み合わせて様々に異なったエンハンサーを作り得るという新たな可能性を示す。今後このような多くの例が発見されるに違いない。現在この論文は一流誌に投稿中である。
また今年度より、「戦いとその進化」という研究を開始し、大きな成果を上げることができた。同種内での戦いは、その種の社会構造安定化のための進化的に保存された現象である。このプロトタイプを闘魚を使って研究し、戦いの実態（neurogenomic state)を明らかにすることに成功した。戦いの前、最中、後の魚から脳を取り出し、RNAを分析することで、戦いの実態を解明した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は「戦い」のさらなる実態解明に力を入れる。まず行うことは、戦いに伴って発現してくるfos,egr1,Npas4aなどのImmediate Early Genes (IEGs)の詳細な実態解明である。これらの遺伝子は個体が新たな出来事に直面した時に、短期記憶を通じて最終的に長期記憶に持っていくための準備のための遺伝子発現であるが、「戦い」に特化した遺伝子発現の実態がどのようなものであるかを解明する。エピゲノムの確立がどのような遺伝子で起こることが長期記憶に関与しているのか？non-coding RNAの発現が特定のbehavioral stateの確立に貢献していることが知られているが、闘魚の場合において、non-coding RNAの発現がどのような遺伝子発現を制御しているのか、等の解明を行う。
さらに動物行動学的知見から、雄の雌の組み合わせ、bystanderがオスであった場合、あるいはメスであった場合、等での行動の変化が、どのようなneurogenomic stateの変化を伴うのか、等について解明する。
これらの知見とげっ歯類ですでにある程度明らかにされている戦いの実態との比較を行い、「戦いの進化」について考察を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
SINE関連の研究が一段落したため、「戦いの機構とその大進化」というデーマをやる準備を行いそれが次年度に繰り越した方が良いと時間的な問題で判断されたため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
新しく「戦いの機構とその大進化」というテーマで研究を開始した。分子生物学という点では一緒であるが、若干新しい備品の購入が必要（ミクロトームなど）であり、それがお金がかかることを見越して次年度に繰り越すこととした。
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