Mechanism of lineage-specific gene regulation by retrotransposons

逆转录转座子谱系特异性基因调控机制

基本信息

批准号：
22K06338
负责人：
西原秀典
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06338/
关键词：
レトロトランスポゾン転移因子エンハンサー哺乳類

项目摘要

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。

由于某些逆转录座子已知序列已成为增强子的序列，因此可能通过谱系特异性扩增的逆转录转座子创建增强子可能导致物种之间基因表达的变化。为了验证这一点，这项研究全面探索了源自人和小鼠神经元细胞分化过程中发挥作用的逆转录子的增强子，并阐明了获得谱系特异性增强子的过程。通过此，目的是定量评估逆转录子在基因表达模式中种间差异中的贡献。作为第一步，我们计划通过分析分化为神经元的转录因子的芯片序列数据来搜索它们结合的增强子序列，并识别从逆转录子中获得的谱系特异性增强子。今年，我们在分化从人ES细胞为神经祖细胞的分化之前和之后，重新介绍了转录激活剂SOX2的CHIP-SEQ数据。这全面搜索了Sox2结合位点，并将它们单独归类为ES细胞，单独使用神经祖细胞以及两个细胞共有的结合位点。每个人都搜索了从转移性因素衍生出的那些，并在家庭一级进行了分类。结果，据透露，在30,000个候选增强子站点中，比预期的比例更大。由于其中一些是在人和小鼠分支后放大的逆转录座子家族，因此这些家族可能有助于创建系统的特定增强剂，并应在将来重点关注和分析。