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

超长程顺式调控元件基因表达调控的分子基础

基本信息

批准号：
22K06426
负责人：
岩田哲郎
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

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。

I类嗅觉受体具有长基因簇，其中所有基因在动物进化过程中保留在染色体上的一个位置。先前的研究表明，调节该基因簇的增强子J元素在两个方面以无与伦比的量表调节基因表达：受调节的基因数量和对基因组的作用范围。这项研究着重于该增强子中的独特序列以及I类嗅觉受体基因簇的基因组结构，旨在阐明能够实现“超 - ”远程表达控制的分子基础。创建了敲除小鼠以揭示新发现的J元素中新发现的共识图案的功能。经过全面的基因表达分析，在某些I类基因中观察到了表达变化，因此目前正在进行详细的分析。此外，通过FACS分离了表达I类的嗅觉神经元，并进行了全面的开放染色质（ATAC-sequer-sequersing）分析。此外，在这项研究中，我们着重于I类基因簇的同步，我们创建了有条件的敲除小鼠，该小鼠用β-珠蛋白基因基因簇在I类基因簇的中心保守的基因簇中保守的两种菌株，这些菌株最近成功地创建了可以在嗅觉神经元或新神经祖细胞细胞细胞细胞细胞中专门表达CRE的菌株。但是，在任何一只小鼠中均未观察到I类基因表达的影响，并且发现β-珠蛋白基因簇的存在不会影响I类基因表达。