ノンコーディングRNA獲得効果の定量化によるほ乳類大脳機能変遷の理解

通过量化非编码 RNA 获取效应了解哺乳动物大脑功能的变化

• 批准号: 22H02531
• 负责人: 今村 拓也
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02531/
• 关键词: ノンコーディングRNA; 大脳; 進化; エピゲノム; 神経幹細胞

獣医学・畜産学領域ではさまざまな動物を取り扱うため、個体や臓器の高度な活用や疾病治療に向けては、種にしたがったロジックの違いをよく理解するための動物生命科学を発展させる必要がある。本研究では、全く新しい潮流として、ヒト・非ヒト霊長類・マウスを分ける分子群、特に種特異的ノンコーディングRNAに着目し、細胞の時空間相互作用を通じてほ乳類脳の形態・機能を大きく変遷させてきた礎を明らかにするものである。本年度はまず、iPS細胞からのDirect neurosphere formation法により神経幹細胞を誘導する系を用いることで、ヒトとチンパンジーの初期神経発生を比較し、ヒト的形質獲得の分子ロジック描出を試みた。取得した時系列トランスクリプトームデータの相関性解析から、ヒトではチンパンジーに比べて神経幹細胞の発生が遺伝子発現レベルで遅れることが認められた。誘導された神経幹細胞の比較から、ヒトではリボソームタンパク質及び抑制性ニューロンの産生に重要な遺伝子が高発現することを見出した。神経幹細胞の機能分化に影響しうる分子を探索したところ、神経管に相当する段階のサンプルにおいて、神経管の腹側因子であるFOXA2がヒトで高発現であることや、ヒト神経幹細胞においてチンパンジーより高発現する遺伝子群において特異的にpromoter associated non-coding RNA(pancRNA)が獲得・発現していることが明らかになった。プロモーターのDNAメチル化情報との統合解析から、pancRNAはエピゲノムレベルでペアとなる遺伝子のプロモーターメチル化レベルの低下と強く相関していたことから、種間で保存された遺伝子領域に加えて、非コード領域の転写産物の獲得がエピゲノム活性化を介して大脳進化に役割を果たしていることが考えられた。

In the field of medicine and animal husbandry, it is necessary to develop animal life science by using individual organs and treating diseases. In this study, the molecular population, species-specific RNA and cellular time-space interactions of breast cancer were studied, and the morphological and functional changes of breast cancer were analyzed. This year, the Direct neurosphere formation method for iPS cell development was used to compare the early neurogenesis of iPS cells and the molecular characterization of iPS cells. The correlation analysis of the data obtained from the time series was compared with that of the development of neural stem cells. Comparison of induced neural stem cells: high expression of important genes in the production of high quality and inhibitory cells Molecular exploration of the effects on functional differentiation of neural stem cells. The expression of FOXA2 gene in the ventral part of the neural tube is highly expressed. The expression of promoter associated non-coding RNA(pancRNA) in the peripheral blood of neural stem cells is highly expressed. The integrated analysis, pancRNA, and DNA fusion information of the protozoa are highly correlated with each other, and the interspecific preservation of the protozoa is highly correlated with the acquisition of the protozoa, non-protozoa, and protozoa.

项目成果

The human-specific pancTMEM25-TMEM25, a molecular pair involved in the expansion of the cerebral cortex

人类特有的 pancTMEM25-TMEM25，一对参与大脑皮层扩张的分子

• 发表时间: 2022
• 作者: Boyang An;Akari Ando;Fumihiro Morishita;Takuya Imamura
• 通讯作者: Takuya Imamura

ヒト特異的ノンコーディング RNA が直接標的化したてんかん関連遺伝子 EFHC1 転写活性化を介した神経幹細胞制御

通过人类特异性非编码RNA直接靶向癫痫相关基因EFHC1的转录激活来调节神经干细胞

• 发表时间: 2023
• 作者: Masatoshi Ohgushi;西田壮汰， 森下文浩， 今村拓也
• 通讯作者: 西田壮汰， 森下文浩， 今村拓也

Evolutionary acquisition of lncRNAs involved in the diversification of mammalian brains

参与哺乳动物大脑多样化的lncRNA的进化获得

• 发表时间: 2023
• 作者: Shogo Ito;Hisayuki Hashimoto;Yoshikazu Kishino,Yoshihiro Fukumoto;Keiichi Fukuda;Shinsuke Yuasa;et al.;Takuya Imamura
• 通讯作者: Takuya Imamura

ヒト神経幹細胞の増殖におけるProtogeninの関与及びその発現制御因子の探索

Protogenin参与人神经干细胞增殖及寻找其表达调控因子

• 发表时间: 2022
• 作者: 岸田尚之;安博洋;飽田寛人;西田壮汰;森下文浩;仲井理沙子;今村公紀;今村拓也
• 通讯作者: 今村拓也

ヒト・マウス神経幹細胞の性質を分けるCOMMD3-BMI1遺伝子座の構造的・機能的種差の解析

分析区分人类和小鼠神经干细胞特性的 COMMD3-BMI1 基因位点的结构和功能物种差异

• 发表时间: 2022
• 作者: 槇村有紗;亀田朋典;安博洋;安東明莉;德永真結莉;森下文浩;今村拓也
• 通讯作者: 今村拓也