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

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。