組織特異性を決める遺伝子発現調節領域の進化メカニズム解析と人工合成による検証

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これまでにコンピュータ解析によるゲノム中の新規機能モチーフの探索を行った。従来の方法論とはまったく異なる方法でモチーフを探索し、その結果を、進化的保存領域や機能既知の非コードゲノム領域などに基づく従来の結果と組み合わせることで新しい機能モヂュールの推定を行うことを目標としてきた。具体的には、まず最初に全ゲノム配列がわかっている生物種において、ゲノム全体を特定の長さのモチーフに切断し、そのモチーフの出現頻度を調べた。高度反復配列に含まれるモチーフや、機能の無いモチーフはゲノム中に多く見出されることが期待されるが、特定の重要な機能に結びつく配列の出現頻度は厳しく制限を受けている可能性が高い。解析の結果、期待値よりもはるかに少ないモチーフ(超低頻度モチーフ)が多数見出された。このようなゲノムの多様性は、進化的に高度な種ほど大きい傾向が見いだされた。体制の単純な生物のゲノムは超低頻度モチーフの多様性が少ない。また、超低頻度モチーフがUltra Conserved Element中に有意に高い頻度で見いだされることが判明した。このことは機能的に重要な非コード領域中の機能モチーフがゲノムの中で他にはない独自の機能を持っていることを示す。このような例に、HOXクラスター中のエンハンサーエレメントなどが見いだされ、現在この機能をトランスジェニックマウスで解析中である。また他のUltra Conserved Elementで超低頻度モチーフを持つものをリスト化し、順次機能解析を行っているところである。