The molecular basis of gene expression regulation by a super-long range cis-regulatory element

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ClassⅠタイプ嗅覚受容体は、動物の進化の過程ですべての遺伝子が染色体上の1カ所に留まり、長大な遺伝子クラスターを形成している。これまでの研究により、この遺伝子クラスターを制御するエンハンサーであるJ-elementは、「制御する遺伝子数」と「ゲノム上の作用範囲」の2点において他に類を見ない規模で遺伝子発現を制御していることが明らかになった。本研究では、このエンハンサー中の特徴的な配列や、ClassⅠ嗅覚受容体遺伝子クラスターのゲノム構造に着目し、“超”長距離発現制御を可能にする分子基盤の解明を目的とする。J-elementにおいて新たに見出されたコンセンサスモチーフの機能を明らかにするためノックアウトマウスを作出した。網羅的遺伝子発現解析をおこなったところ、ClassⅠ遺伝子の一部で発現変化が認められたため現在詳しく解析を進めている。また、ClassⅠ発現嗅神経細胞をFACSにより分取し、網羅的オープンクロマチン（ATAC-sequencing）解析を実施した。また、ClassⅠ遺伝子クラスターのシンテニーに着目し、本研究では最近作出に成功した嗅神経細胞特異的または神経前駆細胞特異的にCreを発現させることができる２つの系統を用いて、ClassⅠ遺伝子クラスターの中央部に保存されるβグロビン遺伝子クラスターのコンディショナルノックアウトマウスを作出した。しかし、いずれのマウスでもClassⅠ遺伝子発現への影響は認められなかったことから、βグロビン遺伝子クラスターの存在はClassⅠ遺伝子発現に影響しないことが明らかとなった。