piRNAセンサーシステムを用いたpiRNAクラスタの成立条件の解明

使用 piRNA 传感器系统阐明 piRNA 簇形成的条件

基本信息

批准号：
22K15082
负责人：
庄司佳祐
金额：
$ 3万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15082/
关键词：
piRNA piRNA cluster トランスポゾンカイコ BmN4 piRNAクラスター

项目摘要

piRNAはゲノム中に存在する非自己因子であるトランスポゾンを選択的に抑制する。この際、piRNAクラスターと呼ばれるゲノム中の領域が一種の記憶装置として機能し、piRNAクラスター中のトランスポゾン断片からpiRNAを産生することでトランスポゾンの発現を抑制しているとされている。一方、現存する生物のゲノムを使った解析からは、”今現在”piRNAクラスターが存在することは分かるものの、どの様にして”新たに”成立するかは分からない。本研究では、カイコ培養細胞を用いて、どのようなゲノム中の領域がトランスポゾンを新たに”記憶”し、piRNAを産生するのか、をゲノムワイドに明らかにすることを目指している。本年度は、カイコゲノム中に存在するpiRNAクラスターとして同定されているtorimochiが持つ性状を、nanoporeシークエンサーを中心とした複数のシークエンス結果を横断的に使うことで明らかにした。その結果、torimochi は外来配列を捕獲するpiRNA clusterであると同時に、カイコ培養細胞において最も活発に転移しているトランスポゾンであることが明らかになった。この結果はtorimochiがpiRNAクラスターになりたての配列であることを示唆しており、また、本研究結果ではtorimochiのように活発に転移しているトランスポゾンを複数同定することに成功した。これらの結果はtorimochiをモデルとしてpiRNAクラスターの成立メカニズムに関する研究を行える可能性を示唆しており、研究計画の達成に向けて大きな進展をしたと言える。

PIRNA选择性抑制转座子，基因组中存在的非自动因子。目前，基因组中的区域（称为piRNA簇）充当了一种记忆装置，据说可以通过在piRNA簇中的转座子片段产生piRNA来抑制转座子的表达。另一方面，使用现有生物的基因组进行分析表明，Pirna簇“当前”存在，但尚不清楚如何将它们建立在“新”中。在这项研究中，我们旨在使用培养的蚕细胞来阐明全基因组哪种基因组区域“记忆”转座子并产生PIRNA。今年，我们揭示了Torimochi的特性，该特性通过使用多个测序结果（主要是纳米孔测序仪）覆盖为蚕虫基因组中存在的PIRNA簇。结果，据揭示了托里奥奇是一个捕获异物的piRNA簇，也是蚕培养细胞中最积极地转移的转座子。该结果表明，Torimochi是刚刚成为PIRNA群集的序列，在这项研究结果中，我们成功地鉴定了多个被积极转移的转座子，例如Torimochi。这些结果表明，对使用Torimochi作为模型的PiRNA簇形成机理的研究，可以说已经取得了巨大的进步来实现研究计划。