哺乳類進化におけるPEG10の挿入時期とインプリンティング領域の解析

哺乳动物进化中PEG10插入时机和印记区域分析

基本信息

批准号：
18810011
负责人：
鈴木俊介
金额：
$ 1.74万
依托单位：
Tokyo Medical and Dental University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

マウス6番染色体近位部には、レトロトランスポソン由来のインプリント遺伝子であるPEG10を含むインプリント遺伝子クラスターが存在する。マウスにおいて胎盤形成に必須であるPEG10の哺乳類ゲノムへの挿入時期やインプリントとの関連性を調べるため、有袋類のワラビー、単孔類のカモノハシの相同ゲノム領域を解析した。PEG10は、ワラビーには真獣類と高い相同性を示す形で存在するが、カモノハシには存在しないことがわかった。さらに、マウスPeg10周辺に存在する複数のインプリント遺伝子について、ワラビーのオルソログを解析した結果、ワラビーでインプリントを受けるのはPEG10のみであり、真獣類のように広いインプリント領域を構成していないことが明らかになった。それはDMR(differentially methylated region;親由来によりDNAメチル化状態が異なるゲノム領域でインプリント遺伝子の片親性発現に重要)の違いに由来し、真獣類では隣接する遺伝子のプロモーターまで広がっているのに対し、ワラビーでは厳密にPEG10の5'領域に限られていることを明らかにした。これらの結果は、外来配列やレトロトランスポゾンの挿入がインプリンティング領域の起源となりえること、すなわちこの領域のDMRによるインプリント制御機構は、PEG10レトロトランスポゾンの挿入に対するDNAメチル化による不活性化機構を起源としている可能性を提示している。本研究は有袋類における初めてのDMRの発見を報告したものであり、DNAメチル化によるインプリント制御機構が真獣類と有袋類の共通の起源をもつことを明らかにした。また、レトロトランスポゾンの挿入が新しいインプリント領域を形成することを明らかにし、インプリント領域の起源に重要な新知見を与えたものである。

在小鼠6染色体的近端部分中，有一个含有PEG10的烙印基因簇，该基因是一种源自返回转座子的印记基因。为了研究PEG10的插入和印迹的时机，这对于小鼠的胎盘形成至关重要，我们分析了有袋袋鼠和单托醇platypus的同源基因组区域。发现PEG10以一种与桉树具有高同源性的形式存在于小袋鼠中，但在鸭嘴兽中不存在。此外，分析小袋鼠的直系同源物在小鼠PEG10周围存在的多个印迹基因表明，只有PEG10在袋鼠中印有烙印，并且不构成像Eudenals这样的广泛烙印区域。这来自DMR的差异（甲基化区域不同；对于具有不同DNA甲基化状态的基因组区域的非父母表达，取决于父母的起源），在EUVES中，它扩展到相邻基因的启动子，而在wallabies中，它严格限制在5'PEGGG10的5'区域。这些结果表明，插入外国序列和逆转录座子可以是烙印区域的起源，即该区域的DMR烙印控制机制可能起源于DNA甲基化诱导的灭活机制，用于插入PEG10逆转转座子。这项研究报告了有袋动物中的第一个DMR发现，表明DNA甲基化的烙印控制机制对于欧盟和有袋动物具有共同的起源。它还揭示了逆转座子的插入形成了一个新的烙印区域，为烙印区域起源提供了重要的新发现。