ダウン症候群の発症機序解明に向けた21番染色体の全遺伝子構造の解明

阐明21号染色体整个遗传结构，阐明唐氏综合症的发病机制

• 批准号: 15012247
• 负责人: 渋谷 和憲
• 金额: $ 3.26万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15012247/
• 关键词: ダウン症候群; 21番染色体; マウスゲノム; 新規遺伝子; コンピュータ解析; cDNAクローニング

21番染色体を特徴づける最も代表的なダウン症候群は染色体が増えることによって引き起こされる疾患であるが、その症状を発症させる遺伝子の特定はほとんど進んでいない。我々は2000年5月に21番染色体に存在する遺伝子数を127個の確定遺伝子と98個の推定遺伝子から成る225個と発表した。ダウン症候群の発症メカニズムを解明するためには21番染色体に存在する全ての遺伝子を明らかにする必要がある。なぜなら染色体工学的手法などにより21番染色体を保持するモデルマウスなどの解析の際、導入された領域にどの様な遺伝子が含まれているか分からなければ原因遺伝子を特定することが不可能になるからである。98個の推定遺伝子に関しても完全に実験的にその構造が確認されてはいないので、それらについても全てRT-PCRにより転写産物の構造を実験的に検証しなければならず、14個の予測遺伝子に関して完全な構造を決定した。また、我々は詳細なドット・マトリックス解析により21q22.3の遺伝子高密度領域に165kbの大規模な遺伝子重複領域を発見し、この遺伝子産物がシステインに富んだアミノ酸組成を持つ低分子量の毛髪ケラチン付随タンパクKAP (Keratin-associated protein)と推定していたが、その後の詳細な解析により、21個の遺伝子(内5個は偽遺伝子)がクラスターを形成していることを明らかにした。興味深いことに、この遺伝子クラスターは別の遺伝子(TSPEAR)のイントロンに存在しその内の8個は転写方向が同じであった。この構造から、スプライシングと転写終結の未解明な協調機構の存在が示唆された。さらにRT-PCRによって16個のKAP遺伝子について毛根特異的な遺伝子発現を確認した。KAP遺伝子の特徴は、何れもイントロンを含まない単一エキソンから成っていることであり、ゲノム中でクラスターをなして存在するが、既存のエキソン予測プログラムではほとんど正確に予測されず、また毛根細胞のcDNAの塩基配列も解析されていないことから、発見が困難であった。さらに霊長類におけるKAP遺伝子クラスターとの比較を行うために、チンパンジーおよびヒヒの塩基配列を決定し、この遺伝子クラスターの進化の過程を明らかにした。同様に21q22.11領域の遺伝子低密度領域においても、これまで遺伝子が報告されていなかった約900kbの広範な領域にわたって、高グリシン・チロシン型の50個のKAP遺伝子(内18個は偽遺伝子)から成るクラスターを発見した。現在までの我々や他のグループからの報告を合わせると、21番染色体に存在する遺伝子数は、300を越えている(この内48個が、KAP遺伝子)。

21 chromosome characteristics, most representative of the syndrome, chromosome increase, disease onset, symptoms, and specific changes in the syndrome. In May 2000, the number of genes present on chromosome 21 was 127 and the number of putative genes was 98. The development of the syndrome is necessary to understand the existence of chromosome 21. Although the technique of chromosome engineering is different, it is impossible to maintain the chromosome 21 while analyzing it and introducing it into the field, and it is impossible to specify the cause of the gene. 98 of the putative genes were confirmed to be complete, and 14 of the predicted genes were confirmed to be complete. We have developed a 165kb large-scale DNA repeat domain in the high-density domain of 21q22.3 DNA, and we have developed a DNA product rich in acid composition with low molecular weight DNA.(Keratin-associated protein): 21 fragments (5 pseudo-fragments) are estimated to be formed. There are 8 different directions in the TSPEAR. The structure of this paper is divided into three parts: structure, structure RT-PCR was used to detect 16 KAP genes. The characteristics of KAP gene, how to use the gene to detect the gene sequence of hair root cells, and how to detect the gene sequence. The comparison of KAP gene and the determination of the base arrangement of KAP gene and the evolution of KAP gene are discussed. In the same way, the 21q22.11 domain has 50 KAP genes (including 18 pseudogenes) in the low density domain, and the high density domain has about 900kb. The number of genes present on chromosome 21 is 300 (48 genes in this group).

项目成果

Shibuya, K.: "A cluster of 21 keratin-associated protein (KAP) genes within introns of another gene on human chromosome 21q22.3."Genomics. (in press). (2004)

Shibuya, K.：“人类染色体 21q22.3 上另一个基因的内含子内的 21 个角蛋白相关蛋白 (KAP) 基因的簇。”基因组学。

Shibuya, K.: "Comparative genomics of the keratin-associated protein (KAP) gene clusters in human, chimpanzee and baboon."Mammalian Genome. (in press). (2004)

Shibuya, K.：“人类、黑猩猩和狒狒角蛋白相关蛋白 (KAP) 基因簇的比较基因组学。”哺乳动物基因组。