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2012 年度 実績報告書

大脳新皮質形成に関わる発現制御機構

公募研究

研究領域神経細胞の多様性と大脳新皮質の構築
研究課題/領域番号 23123504
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, 生命理工学研究科, 助教 (10450727)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
キーワードSINE / 大脳新皮質 / 脳梁 / 哺乳類 / exaptation
研究実績の概要

大脳新皮質の発生過程では多くの転写因子やモルフォゲンが決められた組織・時期特異的に発現するよう正確に調節されているが、その発生時期と発現する細胞を決定する分子制御機構はあまり明らかにされていない。本研究ではAmnSINE1と呼ばれる転移因子SINEの1つ(AS021遺伝子座)が大脳新皮質においてSatb2遺伝子の発現を誘導するエンハンサーであることを示し、その制御メカニズムを明らかにすることで、SINEを介した大脳新皮質の形成機構の解明を目的とした。これまでに以下の点を明らかにした。(1) AS021遺伝子座のエンハンサー機能は、大脳新皮質の発生過程で早期に生じたSatb2発現細胞で見られ、さらに脳梁伸長ニューロンにおいてエンハンサー機能を有することを見出した。(2) AS021配列に結合する転写因子を発見した。この転写因子の欠損マウスでも脳梁形成に異常が見られることが知られていることから、AS021遺伝子座は脳梁形成に関わる発現カスケードの重要な一端を担っていると考えられる。さらにその転写因子が、複数のSINE由来配列にも結合可能であることを示した。(3) AS021遺伝子座においてSINEがエンハンサー機能を獲得するに至る過程を明らかにした。これらの結果から、転写因子結合モチーフを内部に含むSINEが哺乳類の祖先のゲノム中で転移増幅し、それが配列進化の過程でエンハンサーとなることでSatb2の発現をもたらす哺乳類特異的な発現カスケードを生じて脳梁の形成に至った可能性が考えられる。さらにこの転写因子は複数のSINE由来配列にも結合することから、哺乳類の祖先における制御領域の増大と様々な遺伝子発現カスケードのリモデリングに寄与した可能性を示唆するものである。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] A SINE-derived element constitutes a unique modular enhancer for mammalian diencephalic Fgf8.2012

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi, A., Kobayashi, N., Suzuki-Hirano, A., Nishihara, H., Sasaki, T., Hirakawa, M., Sumiyama, K., Shimogori, T., Okada, N.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 7 ページ: e43785

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0043785

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extremely slow rate of evolution in the HOX cluster revealed by comparison between Tanzanian and Indonesian coelacanths.2012

    • 著者名/発表者名
      Higasa, K., Nikaido, M., Saito, T.L., Yoshimura, J., Suzuki, Y., Suzuki, H., Nishihara, H., Aibara, M., Ngatunga, B.P., Kalombo, H.W., Sugano, S., Morishita, S., Okada N.
    • 雑誌名

      Gene

      巻: 505 ページ: 324-332

    • DOI

      10.1016/j.gene.2012.05.047

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phylogeny of galactolipid synthase homologs together with their enzymatic analyses revealed a possible origin and divergence time for photosynthetic membrane biogenesis.2012

    • 著者名/発表者名
      Yuzawa, Y., Nishihara, H., Haraguchi, T., Masuda, S., Shimojima, M., Shimoyama, A., Yuasa, H., Okada, N., Ohta, H.
    • 雑誌名

      DNA Research

      巻: 19 ページ: 91-102

    • DOI

      10.1093/dnares/dsr044

    • 査読あり
  • [学会発表] A SINE-derived Enhancer for Satb2 Expression in Callosal Projection Neurons.2012

    • 著者名/発表者名
      Nishihara, H, Teissier, A., Kobayashi, N., Tashiro, K., Nakanishi, A., Sasaki, T., Iwakiri, M., Izawa, K., Yan, K., Tarabykin, V., Sumiyama, K., Hirakawa, M., Pierani, A., Okada, N.
    • 学会等名
      63rd Fujihara Seminar - A new horizon of retroposon research.
    • 発表場所
      芝蘭会館(京都府)
    • 年月日
      2012-07-31 – 2012-08-03
  • [学会発表] A Mammalian Conserved Element Derived from SINE Displays Enhancer Properties Recapitulating Satb2 Expression in Early-Born Callosal Projection Neurons.2012

    • 著者名/発表者名
      Nishihara, H, Teissier, A., Kobayashi, N., Tashiro, K., Nakanishi, A., Sasaki, T., Iwakiri, M., Izawa, K., Yan, K., Tarabykin, V., Sumiyama, K., Hirakawa, M., Pierani, A., Okada, N.
    • 学会等名
      The 20th Annual Conference of the Society for Molecular Biology and Evolution.
    • 発表場所
      Dublin, Ireland
    • 年月日
      2012-06-23 – 2012-06-26

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公開日: 2018-02-02  

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