カタユウレイボヤ胚発生を支配する転写制御因子の網羅的・体系的解析

胚発生における一連の現象は複数の転写制御因子によって様々な遺伝子が適切に活性化されることによる。それゆえに、発生現象をシステムとして理解するためには、転写制御因子の制御関係をを網羅的・体系的に明らかにすることが重要である。前年度までの研究として、クロマチン免疫沈降法(ChIP-on-chip)をカタユウレイボヤ胚において適用し、内中胚葉形成で特に重要な役割を持つ11個の転写制御因子Brachyury, MyoD Twist-likel FoxA FoxD, Neurogenin, SoxC, Otx, Snail, Tb6b, zicLについて解析を行った。本年度は、ChlP利on-chipにより得られたデータに対して結合モチーフの解析を行った。ChIP-on-chipにより示された転写因子の結合領域付近に結合配列が高頻度に見つかることから、高品質のデータが得られていると考えられる。次に結合プロファイルの情報から各転写因子の標的遺伝子を同定し、内中胚葉の特異化における遺伝子制御ネットワークを構築した。モルフォリノ・アンチセンス・オリゴやmRNAのインジェクションを用いて、機能阻害実験及び過剰発現実験を行い、標的遺伝子候補の検証を行った。本研究で同定された標的遺伝子の大部分が直接の相互作用により制御されているとの結論を得ることができた。さらに結合プロファイルの情報から、遺伝子発現の調節領域の探索を合わせて行い、間充織形成において重要な役割を持つ転写因子twist-likel遺伝子の新規調節領域を発見した。本研究で得られた大量のデータは公共のデータベース(Gene Expression Omnibus)に登録されており、シスエレメントの探索などで、進化発生学者や数理生物学者など他の研究者にとっても有用な情報源となると考えられる。

胚発生における一連の現象は複数の転写制御因子によって様々な遺伝子が適切に活性化されることによる。それゆえに、発生現象をシステムとして理解するためには、転写制御因子の制御関係をを網羅的・体系的に明らかにすることが重要である。前年度までの研究として、クロマチン免疫沈降法(ChIP-on-chip)をカタユウレイボヤ胚において適用し、内中胚葉形成で特に重要な役割を持つ11個の転写制御因子Brachyury, MyoD Twist-likel FoxA FoxD, Neurogenin, SoxC, Otx, Snail, Tb6b, zicLについて解析を行った。本年度は、ChlP利on-chipにより得られたデータに対して結合モチーフの解析を行った。ChIP-on-chipにより示された転写因子の結合領域付近に結合配列が高頻度に見つかることから、高品質のデータが得られていると考えられる。次に結合プロファイルの情報から各転写因子の標的遺伝子を同定し、内中胚葉の特異化における遺伝子制御ネットワークを構築した。モルフォリノ・アンチセンス・オリゴやmRNAのインジェクションを用いて、機能阻害実験及び過剰発現実験を行い、標的遺伝子候補の検証を行った。本研究で同定された標的遺伝子の大部分が直接の相互作用により制御されているとの結論を得ることができた。さらに結合プロファイルの情報から、遺伝子発現の調節領域の探索を合わせて行い、間充織形成において重要な役割を持つ転写因子twist-likel遺伝子の新規調節領域を発見した。本研究で得られた大量のデータは公共のデータベース(Gene Expression Omnibus)に登録されており、シスエレメントの探索などで、進化発生学者や数理生物学者など他の研究者にとっても有用な情報源となると考えられる。