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本研究では全能性消失時の背景に潜む転写活性の時空間的な動的変化に着目し、申請者が独自に開発した転写ライブイメージング技術を駆使することで、その詳細な制御機構の解明に取り組む。特に前年度の研究過程において見出したコアプロモーター領域の転写バーストの制御における役割について詳細な解析を行った。
コアプロモーター領域にはTATA-boxやInr、DPE、MTEなどの複数の配列エレメントが存在する。人工的に設計したレポーターシステムを用いて、各コアプロモーターエレメントに変異を導入したMS2遺伝子をシステマティックに作製し、その活性をライブイメージングによって解析することで、転写バースト制御におけるコアプロモーターの役割を解析した。その結果、TATA-boxは転写バーストの振幅の制御に寄与するのに対し、Inr、DPE、MTEは転写バースト頻度の制御に働いていることを明らかにした。さらに、ゲノム編集によってfushi-tarazuと呼ばれる内在遺伝子のコアプロモーターの配列を特異的に改変した系統を新たに作製しライブイメージング解析を行ったところ、TATA-boxおよびDPEのいづれが欠損した場合においても
遺伝子発現の空間パターン形成が乱れ、結果として胚性致死に至ることが明らかとなった。異常の結果は、全く同じエンハンサーの制御下にある遺伝子であっても、コアプロモーター配列の蘇生によって、どのくらいの強さの転写バーストをどういった頻度で生み出すかという「応答性」が緻密に制御されていることを強く示唆している。
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