piRNA経路におけるmRNA分解を介した遺伝子発現制御機構の解明

昨年度までにlincRNAの遺伝子座がゲノム高次構造（トポロジカルアソシエイティングドメイン；TAD）中に保存されることを示した。今年度はこの遺伝子座の偏在が組織特異性と関連することを明らかにし、lincRNAの発現パターンを介して組織特異性に重要な遺伝子群を同定する枠組みについて提案を行った。具体的にはタンパク質コード遺伝子座がTAD間領域に濃縮する一方、lincRNAはTAD内部に対して遺伝子座の濃縮を示した。このようなTADへの濃縮は発現特異性とも関連しており、TADに濃縮するlincRNAはその他のlincRNAやコード遺伝子と比較してもより高い組織特異性を有していた。TADはlincRNAの組織特異的な発現の基盤となることが示唆される。さらに、lincRNAのcis-, trans-制御の標的遺伝子群の２グループを同定することで、サンプル間の形質の違いを生み出すメカニズムの推定を行うことができると考えた。このことを実証するため、ヒト肥大性心筋症のデータを用いて、疾患特異的に発現変動するlincRNAと関連する遺伝子群とその上流遺伝子の特定を特定し、疾患の進展に重要なパスウェイを同定した。

昨年度までにlincRNAの遺伝子座がゲノム高次構造（トポロジカルアソシエイティングドメイン；TAD）中に保存されることを示した。今年度はこの遺伝子座の偏在が組織特異性と関連することを明らかにし、lincRNAの発現パターンを介して組織特異性に重要な遺伝子群を同定する枠組みについて提案を行った。具体的にはタンパク質コード遺伝子座がTAD間領域に濃縮する一方、lincRNAはTAD内部に対して遺伝子座の濃縮を示した。このようなTADへの濃縮は発現特異性とも関連しており、TADに濃縮するlincRNAはその他のlincRNAやコード遺伝子と比較してもより高い組織特異性を有していた。TADはlincRNAの組織特異的な発現の基盤となることが示唆される。さらに、lincRNAのcis-, trans-制御の標的遺伝子群の２グループを同定することで、サンプル間の形質の違いを生み出すメカニズムの推定を行うことができると考えた。このことを実証するため、ヒト肥大性心筋症のデータを用いて、疾患特異的に発現変動するlincRNAと関連する遺伝子群とその上流遺伝子の特定を特定し、疾患の進展に重要なパスウェイを同定した。