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2017 年度 実績報告書

レトロポゾンが関与する脳梁形成メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 26840117
研究機関東京工業大学

研究代表者

西原 秀典  東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (10450727)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード分子進化 / 発現制御 / 哺乳類 / 脳梁 / レトロポゾン
研究実績の概要

高度保存領域であるAS021配列はレトロポゾンの一種であるAmnSINE1に由来し、真獣類の脳梁形成に必須なSatb2遺伝子のエンハンサーとして機能する。本研究では、AS021が持つエンハンサー機能の分子機構、およびAS021による哺乳類の脳梁発生に対する寄与の解明が目的である。本研究を通して以下の重要な結果が得られた。
(1) AS021エンハンサーの結合因子を同定した。免疫染色等の結果、それがエンハンサーの抑制制御因子であることが明らかになった。AmnSINE1に対する結合因子の同定はこれが初めてであり、一般にレトロポゾンがどのような過程を経て機能獲得に至るのかを解明するための重要な発見となった。
(2) AS021配列を欠損させたマウスを用いた免疫染色では、野生型マウスにおけるAS021結合因子の発現細胞ではエンハンサーに抑制効果をもたらすことでSatb2の発現量が低下する一方、AS021-KOマウスではその抑制効果が軽減されSatb2の発現が低下しない。このことから、Satb2の発現にはAS021のみならず複数のエンハンサーの協調的作用が必要であること、またAS021は発現の活性化効果と抑制効果の両方を併せ持つことが示された。
(3) 本研究の研究期間を当初計画より1年延長し、既知のChIP-seqデータの網羅的解析をおこなった結果、AmnSINE1内部に有意に偏って結合する転写活性化因子が少なくとも1つ存在することを明らかにした。このことは、AS021のみならず多くのAmnSINE1配列が類似したエンハンサー機能を有する可能性があることを示す。
以上のように、本研究ではAmnSINE1がエンハンサー機能を獲得することで脳梁形成にどのように寄与したのかを明らかにした。同時に、哺乳類の発現ネットワークの進化におけるAmnSINE1の重要性を解明する上で、極めて重要な知見を得ることができた。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] CNRS(フランス国立科学研究センター)(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      CNRS(フランス国立科学研究センター)
  • [雑誌論文] Evolutionary Origin of OwlRep, a Megasatellite DNA Associated with Adaptation of Owl Monkeys to Nocturnal Lifestyle2017

    • 著者名/発表者名
      Nishihara Hidenori、Stanyon Roscoe、Kusumi Junko、Hirai Hirohisa、Koga Akihiko
    • 雑誌名

      Genome Biology and Evolution

      巻: 10 ページ: 157~165

    • DOI

      10.1093/gbe/evx281

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Transposable elements spread potential cis‐regulatory sources for mammary gland evolution2017

    • 著者名/発表者名
      Hidenori Nishihara
    • 学会等名
      FASEB "Mobile DNA in Mammalian Genomes"
    • 国際学会
  • [学会発表] レトロトランスポゾンの増幅がもたらしたシス制御システムの多様性2017

    • 著者名/発表者名
      西原秀典
    • 学会等名
      日本進化学会第19回大会
  • [学会発表] シス制御システムの進化をもたらした転移因子の重要性2017

    • 著者名/発表者名
      西原秀典
    • 学会等名
      日本遺伝学会第89回大会
  • [学会発表] 西原秀典2017

    • 著者名/発表者名
      転移因子レトロトランスポゾンが拡大させたシス制御配列の多様性
    • 学会等名
      ConBio2017

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公開日: 2018-12-17  

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