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東大、体内時計による約24時間周期のリズムを生み出すゲノム配列を決定

発表日:2019年8月8日

体内時計による約24時間周期のリズムを生み出すゲノム配列を決定

~ChIP-Seqデータから転写因子の認識DNA配列を決定する技術を開発~

1.発表者:

深田 吉孝(東京大学大学院理学系研究科 生物科学専攻 教授)

吉種 光(東京大学大学院理学系研究科 生物科学専攻 助教)

浅野 吉政(東京大学大学院理学系研究科 生物科学専攻 博士課程3年生)

2.発表のポイント:

◆体内時計により約24時間周期で様々な遺伝子が転写されるが、この転写リズムを生み出すゲノム領域を同定し、その中に存在する時計シス配列の一種「D-box」のDNA塩基配列を決定した。

◆DNA認識タンパク質(転写因子)が結合しているゲノム領域の位置情報を元に、その結合DNA配列を網羅的に抽出する手法を開発し、MOCCS2と名付けた。

◆時計シス配列D-boxを介した転写活性をコントロールすることにより、自在に体内時計の時刻合わせができる可能性を示した。今後時差ボケ解消など体内時計の操作につながると期待される。

3.発表概要:

睡眠覚醒リズムなど、様々な生理現象は約24時間周期で変動している。これは体内時計によりそれぞれの遺伝子が必要な時間帯にだけ転写されることによる。この転写リズムを生み出す時計シス配列の一つとしてD-box配列が知られていたが、具体的にゲノム領域のどこでD-box配列が機能しているのか、また実際にどのようなDNA配列が使われているのか、その詳細は不明であった。東京大学大学院理学系研究科の吉種光助教と浅野吉政大学院生らは、D-box配列を認識するタンパク質(転写因子)が結合しているDNA断片をマウス肝臓から単離し、次世代DNAシーケンサーで解析することにより、1,490カ所のD-box領域を決定した。

新しいバイオインフォマティクス技術MOCCS2を開発し、実際に生体内でD-boxとして機能しているDNA塩基配列を網羅的に抽出した。さらに、D-box配列を認識するタンパク質を欠損させると、約24時間周期の転写リズムが乱れるだけではなく、体内時計の時刻合わせに異常が生じることを発見した。将来的には、時計シス配列D-boxを介した転写活性をコントロールすることにより、自在に体内時計の時刻合わせができるようになると期待される。

※以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

添付リリース

https://release.nikkei.co.jp/attach_file/0516401_01.pdf

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