2020 Fiscal Year Annual Research Report
Neuroepigenetic regulation of gene expression by DNA topooisomesase IIbeta
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18K06349
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
宮地 まり 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (50349255)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 神経細胞 / 終末分化 / 核内構造 / 遺伝子発現制御 / 神経特異的遺伝子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
DNAトポイソメラーゼIIβ (top2b)は，神経細胞の終末分化過程で神経特異的遺伝子の発現誘導に必要である．Top2bの神経系における機能解明のため，モデル生物であるメダカを用いて個体レベルでの解析を行なった． CRISPR-Cas9系を用いてメダカtop2b変異体を作出した．CRISPR-Cas9による切断領域は，翻訳開始点に近いexon2とtop2bの酵素活性中心近傍のexon20の2カ所を選択した．exon2でin/delが生じるがin-frameでC末端まで翻訳される2系統 (2-1-1, 2-1-3)と活性中心の直前でframe-shiftが起きて，それ以降の配列を持たない系統 (20-1)，計3系統を維持することとした．いずれの系統も，ホモの変異体は孵化後1週間以内に致死となったため，ヘテロ変異体で維持した．20-1系統の孵化直後の稚魚を用いてその尾部でgenotypingを行い，ホモ，ヘテロ，野生体の頭部のRNA-seqを行った．その結果，ホモでは野生体に比べて長い遺伝子の発現が顕著に低下していた．ヘテロ変異体でも程度は低いものの，ホモ変異体と同様の遺伝子で発現の低下が認められた．以上の結果から，メダカでもtop2bは長い遺伝子の転写に重要であることが示された．長い遺伝子には，多数の精神神経疾患に関与する遺伝子が含まれていたことから，今後ヘテロ変異体の行動実験で社会性行動に異常がないか検証する予定である．
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