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

决定组织特异性的基因表达调控区的进化机制分析及人工合成验证

基本信息

批准号：
17657079
负责人：
斎藤成也
金额：
$ 2.18万
依托单位：
National Institute of Genetics
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

到目前为止，我们已经使用计算机分析探索了基因组中的新功能基序。目的是以与传统方法论完全不同的方式探索图案，并将结果与基于进化保守区域和已知功能性非编码基因组区域的传统结果相结合，以制造新的功能模型。具体而言，首先，在已知整个基因组序列的生物体中，将整个基因组切成特定长度的基序，并检查了基序的发生频率。预计在高度重复序列中包含的基序和基因组中会发现非功能基序，但是与特定重要功能相关的序列的发生频率很可能受到严重限制。该分析表明，许多基序（超低频率基序）远低于预期。对于进化晚期物种，这种基因组多样性往往更大。该制度的简单生物的基因组在超低频率基序中几乎没有多样性。还发现，在超保守元素中发现超低频率基序明显更频繁。这表明功能上重要的非编码区域中的功能基序具有在基因组中独特的唯一功能。在这样的示例中，发现了HOX群集中的增强子元素，目前正在转基因小鼠中分析此功能。此外，已经列出了其他超低元素的超低频率基序，并进行了功能分析。