ノンコーディングRNA獲得効果の定量化によるほ乳類大脳機能変遷の理解

通过量化非编码 RNA 获取效应了解哺乳动物大脑功能的变化

基本信息

批准号：
22H02531
负责人：
今村拓也
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02531/
关键词：
ノンコーディングRNA 大脳進化エピゲノム神経幹細胞

项目摘要

獣医学・畜産学領域ではさまざまな動物を取り扱うため、個体や臓器の高度な活用や疾病治療に向けては、種にしたがったロジックの違いをよく理解するための動物生命科学を発展させる必要がある。本研究では、全く新しい潮流として、ヒト・非ヒト霊長類・マウスを分ける分子群、特に種特異的ノンコーディングRNAに着目し、細胞の時空間相互作用を通じてほ乳類脳の形態・機能を大きく変遷させてきた礎を明らかにするものである。本年度はまず、iPS細胞からのDirect neurosphere formation法により神経幹細胞を誘導する系を用いることで、ヒトとチンパンジーの初期神経発生を比較し、ヒト的形質獲得の分子ロジック描出を試みた。取得した時系列トランスクリプトームデータの相関性解析から、ヒトではチンパンジーに比べて神経幹細胞の発生が遺伝子発現レベルで遅れることが認められた。誘導された神経幹細胞の比較から、ヒトではリボソームタンパク質及び抑制性ニューロンの産生に重要な遺伝子が高発現することを見出した。神経幹細胞の機能分化に影響しうる分子を探索したところ、神経管に相当する段階のサンプルにおいて、神経管の腹側因子であるFOXA2がヒトで高発現であることや、ヒト神経幹細胞においてチンパンジーより高発現する遺伝子群において特異的にpromoter associated non-coding RNA(pancRNA)が獲得・発現していることが明らかになった。プロモーターのDNAメチル化情報との統合解析から、pancRNAはエピゲノムレベルでペアとなる遺伝子のプロモーターメチル化レベルの低下と強く相関していたことから、種間で保存された遺伝子領域に加えて、非コード領域の転写産物の獲得がエピゲノム活性化を介して大脳進化に役割を果たしていることが考えられた。

在兽医和畜牧业领域，我们处理的是各种各样的动物，因此为了充分利用个体和器官来治疗疾病，有必要发展动物生命科学，以更好地理解不同动物之间的逻辑差异。的物种。作为一个全新的趋势，这项研究聚焦于一组区分人类、非人灵长类动物和小鼠的分子，特别是物种特异性非编码RNA，旨在通过时空显着改变哺乳动物大脑的形态和功能。它揭示了过去的基础。今年，我们首先使用一种系统来比较人类和黑猩猩的早期神经发生，该系统通过 iPS 细胞直接形成神经球来诱导神经干细胞，并试图描绘人类特征获得背后的分子逻辑。对获得的时间序列转录组数据的相关分析表明，与黑猩猩相比，人类神经干细胞的发育在基因表达水平上延迟。通过比较诱导的神经干细胞，我们发现对于核糖体蛋白和抑制性神经元的产生重要的基因在人类中高度表达。在寻找能够影响神经干细胞功能分化的分子时，我们发现神经管腹侧因子FOXA2在人体神经管对应阶段的样本中高表达，并且人类神经干细胞研究表明，启动子相关非编码 RNA (pancRNA) 的表达量高于黑猩猩，并且在高表达基因组中特异性获得和表达。对启动子DNA甲基化信息的综合分析表明，pancRNA与表观基因组水平上配对基因的启动子甲基化水平的降低密切相关，人们认为编码区转录本的获得通过表观基因组激活在大脑进化中发挥作用。。

项目成果

期刊论文数量（18）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

The human-specific pancTMEM25-TMEM25, a molecular pair involved in the expansion of the cerebral cortex

人类特有的 pancTMEM25-TMEM25，一对参与大脑皮层扩张的分子

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Boyang An;Akari Ando;Fumihiro Morishita;Takuya Imamura
通讯作者：
Takuya Imamura

ヒト特異的ノンコーディング RNA が直接標的化したてんかん関連遺伝子 EFHC1 転写活性化を介した神経幹細胞制御

通过人类特异性非编码RNA直接靶向癫痫相关基因EFHC1的转录激活来调节神经干细胞

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masatoshi Ohgushi;西田壮汰，森下文浩，今村拓也
通讯作者：
西田壮汰，森下文浩，今村拓也

Evolutionary acquisition of lncRNAs involved in the diversification of mammalian brains

参与哺乳动物大脑多样化的lncRNA的进化获得

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shogo Ito;Hisayuki Hashimoto;Yoshikazu Kishino,Yoshihiro Fukumoto;Keiichi Fukuda;Shinsuke Yuasa;et al.;Takuya Imamura
通讯作者：
Takuya Imamura

ヒト・マウス神経幹細胞の性質を分けるCOMMD3-BMI1遺伝子座の構造的・機能的種差の解析

分析区分人类和小鼠神经干细胞特性的 COMMD3-BMI1 基因位点的结构和功能物种差异