Mechanism of lineage-specific gene regulation by retrotransposons

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レトロトランスポゾンの一部にはエンハンサーとして機能を獲得した配列が知られていることから、系統特異的に増幅したレトロトランスポゾンによるエンハンサーの創出が生物種間の遺伝子発現の変化をもたらした可能性がある。本研究ではこれを検証するため、ヒトとマウスの神経細胞への分化過程で機能するレトロトランスポゾン由来のエンハンサーを網羅的に探索し、系統特異的エンハンサーの獲得過程を解明する。これを通して遺伝子発現パターンの種間差におけるレトロトランスポゾンの貢献度を定量的に評価することを目的としている。そのための第一段階として、神経細胞への分化に必須な転写因子のChIP-seqデータ解析によってそれらが結合するエンハンサー配列を探索し、その中でレトロトランスポゾンに由来する系統特異的エンハンサーを同定することを計画した。本年度はヒトES細胞から神経前駆細胞への分化前後における転写活性化因子Sox2のChIP-seq　データの再解析をおこなった。これによりSox2の結合サイトを網羅的に探索し、それをES細胞のみ、神経前駆細胞のみ、および両細胞で共通する結合サイトに分類した。それぞれについて転移因子に由来するものを探索し、それらをファミリーレベルで分類した。その結果、3万箇所のエンハンサー候補のうち予想以上の割合が転移因子に由来することが明らかになった。その一部はヒトとマウスの分岐後に増幅したレトロトランスポゾンファミリーであったことから、これらが系統特異的なエンハンサー創出に寄与した可能性があるものとして今後注目して解析すべき対象となる。