代償的に誘導される転写の制御機構の解明：体節形成を制御するMespをモデルとして

阐明补偿诱导转录的调控机制：以控制体节形成的Mesp为模型

• 批准号: 19K16152
• 负责人: 岡田 甫
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute of Genetics
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K16152/
• 关键词: 遺伝子代償; 転写; Mesp; エンハンサー; PSM（未分節中胚葉）; 遺伝子代償機構; エンハンサープロモーター相互作用; 体節; 未分節中胚葉; 近接遺伝子; ゲノム構造; 転写制御; RNAイメージング; 非翻訳RNA

本年度は、昨年度までに明らかにした、隣接相同遺伝子間での遺伝子代償機構の検証と論文化を進めた。昨年度までに本研究では、in vitro培養系で再現した未分節中胚葉を利用して、染色体上で隣接して存在するMesp1,Mesp2遺伝子をモデルとして、これまで報告のあるNMD依存的な遺伝子代償機構とは異なる新規の遺伝子代償機構を明らかにした。その実体は、Mesp2のコード領域の欠損により、本来Mesp2の発現を制御するエンハンサーが、隣接する相同遺伝子Mesp1に標的を変更し、その発現を誘導することであった。興味深いことに、Mesp1が発現が上昇する際には、Mesp2のもう一つの隣接遺伝子であるAnpepの発現も上昇していた。このことから、Mesp2エンハンサーは、Mesp1を特異的に選択するのではなく、本来の標的を失ったエンハンサーが近接する遺伝子に影響を与える、ということを示唆していた。そこで研究代表者は、Mesp2エンハンサーの標的変更には、新たにエンハンサーと近接遺伝子間でゲノムの物理的な相互作用が誘導されるのではないかと考えた。しかしながら、Mesp2エンハンサーとMesp1プロモーターおよびAnpepプロモーターは、Mesp2の欠損に関わらず、物理的に相互作用していた。この物理的相互作用は、Mesp2が発現を開始する未分節中胚葉のステージで形成されていた。これらの結果はMesp2エンハンサーとMesp1プロモーターの相互作用をこの遺伝子代償機構が利用していることを示唆している。本研究成果は、査読前論文としてbioAxivで発表しており（H. Okada and Y. Saga, 2021）、現在学術雑誌で査読中である。

今年，我们对去年揭示的相邻同源基因之间的遗传补偿机制进行了验证并发表。去年，这项研究利用在体外培养系统中复制的不分节中胚层来模拟位于染色体上彼此相邻的 Mesp1 和 Mesp2 基因，并研究了之前报道的 NMD 依赖性基因补偿。一种不同于传统遗传补偿机制的新型遗传补偿机制。实际情况是，由于Mesp2编码区的缺失，原本控制Mesp2表达的增强子将其靶标改变为邻近的同源基因Mesp1，诱导其表达。有趣的是，当Mesp1的表达增加时，与Mesp2相邻的另一个基因Anpep的表达也增加。这表明Mesp2增强子并不是专门选择Mesp1，而是失去了原来目标的增强子影响了附近的基因。因此，首席研究员认为，改变Mesp2增强子的靶标可能会在基因组中诱导增强子与附近基因之间新的物理相互作用。然而，尽管 Mesp2 缺失，Mesp2 增强子与 Mesp1 和 Anpep 启动子仍然存在物理相互作用。这种物理相互作用是在未分节的中胚层阶段形成的，此时 Mesp2 开始表达。这些结果表明，这种遗传补偿机制利用了 Mesp2 增强子和 Mesp1 启动子之间的相互作用。这项研究的结果已作为预同行评审论文发表在 bioAxiv 上（H. Okada 和 Y. Saga，2021），目前正在学术期刊上接受同行评审。

项目成果

新規の代償的な転写誘導機構の解明;マウスの体節形成遺伝子Mesp2と隣接遺伝子Mesp1をモデルとして

以小鼠体节发生基因Mesp2及其邻近基因Mesp1为模型阐明新型补偿性转录诱导机制；

• 发表时间: 2019
• 作者: 岡田甫;相賀裕美子
• 通讯作者: 相賀裕美子