ゲノムワイドプロモーター解析に基づいた動的転写機構のシンセティックバイオロジー

基于全基因组启动子分析的动态转录机制的合成生物学

• 批准号: 16681017
• 负责人: 上田 泰己
• 金额: $ 18.55万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16681017/
• 关键词: 体内時計; 転写回路; 転写ダイナミクス; 合成生物学; ハイスループット; ゲノムワイド; システム生物学; システムバイオロジー; シンセティックバイオロジー; 遺伝子発現制御; プロモーター; データベース; DNAチップ; 時計制御配列

申請者は動的な生命現象のシステム的理解(同定・制御・再構築)を目的として、哺乳類の体内時計をモデル系に、ゲノム・リソース(情報・実験材料・技術)を駆使したシステム同定を行っている。本研究では、まず朝・昼・夜の時計制御配列(E/E'-box,D-box,RRE)を同定し、哺乳類の体内時計のコアとなっている16個の転写因子の制御領域中に時計制御配列がどのように存在しているのかについて機能解析を行い、29個の時計制御配列(11個の朝配列、10個の昼配列、8個の夜配列)を同定した(上田ら Nature Geneticsに2005年に発表)。次に、朝配列のON/OFFの制御が細胞の体内時計の転写リズム生成に重要な役割を果たしていることを証明した(上田ら Nature Geneticsに2006年に発表)。今年度は、なぜ朝配列が哺乳類体内時計の転写回路の中で重要な役割を果たしているのかを解析するために、転写ダイナミクスの高速かつ高精度なリアルタイムモニタリングを可能にするためのシステムの構築を行い、構成的なアプローチを用いることによって朝に人工的な転写活性化因子や不活性化因子を発現させたときにその制御下の人工プロモーターがどのような振る舞いを示すのかを解析した(上田ら未発表データ)。さらに、少数の配列がどのようにして様々なプロモーターの発現のタイミングを制御しうるのかを明らかにするために、これまでに行ったマウスの体内時計中枢(視交叉上核)と末梢時計組織(肝臓)のゲノムワイドな発現解析のデータから、それぞれ300個および1200個の時計関連遺伝子を同定し、すでに構築したゲノムワイドなプロモーターのデータベースからこれら時計関連遺伝子のプロモーターを予測して包括的に取得し、体内時計中枢の時計関連遺伝子のプロモーターについて、包括的なプロモータ・ダイナミクスの測定を行った(上田ら未発表データ)。

The applicant aims to understand (identify, control and reconstruct) the system of living phenomena, and to implement (identify, control and reconstruct) the system of mammalian internal chronology. In this study, the time allocation of morning, day and night was studied.(E/E'-box,D-box,RRE) The same is true for mammals. There are 16 writing factors in the control field. There are 29 writing factors in the control field.(11 in the morning, 10 in the day and 8 in the night). The ON/OFF regulation of the alignment of the second and third phases of the gene expression system in cells has been demonstrated to be an important factor in the generation of gene expression in vivo (Ueda Nature Genetics, 2006). This year, the alignment of the clock in mammals is important in the writing circuit of the clock in vivo, and the construction of the clock system is possible. The composition of the artificial activation factor and the inactivation factor are analyzed by the artificial activation factor and the inactivation factor under the control. A small number of time-related genes were identified in the internal chronometer center (supraschiasmatic nucleus) and the peripheral chronometer tissue (liver). The number of time-related genes was 300 and 1200. To construct a time-related gene prediction system, including the acquisition of time-related genes in the internal timepiece center, including the measurement of time-related genes (Ueda).

项目成果

Molecular-timetable methods for detection of body time and rhythm disorders from single-time-point genome-wide expression profiles

• DOI: 10.1073/pnas.0401882101
• 发表时间: 2004-08-03
• 期刊: PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
• 影响因子: 11.1
• 作者: Ueda, HR;Chen, WB;Hashimoto, S
• 通讯作者: Hashimoto, S

Feedback repression is required for mammalian circadian clock function

• DOI: 10.1038/ng1745
• 发表时间: 2006-03-01
• 期刊: NATURE GENETICS
• 影响因子: 30.8
• 作者: Sato, TK;Yamada, RG;Hogenesch, JB
• 通讯作者: Hogenesch, JB

System-level identification of transcriptional circuits underlying mammalian circadian clocks

• DOI: 10.1038/ng1504
• 发表时间: 2005-02-01
• 期刊: NATURE GENETICS
• 影响因子: 30.8
• 作者: Ueda, HR;Hayashi, S;Hashimoto, S
• 通讯作者: Hashimoto, S