脳の肥大化機構の解明

Material type: 文書・図像類

Author: 仲嶋, 一範

Publisher: 慶應義塾大学

Publication date: 2019

Material Format: Digital

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Note (General)：: type:text進化過程でヒトが巨大脳を獲得した主要な要因は神経幹細胞の多層化にあると考えられている。我々はその責任遺伝子の候補としてJA1を同定し、またその発現強度が多層化に関与する可能性を示唆した。ヒトとマウスのJA1遺伝子の5kbp上流～1.5kbp下流を単離し、その転写活性をルシフェラーゼ...

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Digital

Material Type: 文書・図像類
Title: 脳の肥大化機構の解明
Author/Editor: 仲嶋, 一範
Author Heading: 仲嶋, 一範
Publication, Distribution, etc.: 慶應義塾大学
Publication Date: 2019
Publication Date (W3CDTF): 2019
Alternative Title: ノウノヒダイカキコウノカイメイ
Nō no hidaika kikō no kaimei
Mechanisms of brain enlargement
Periodical title: 学事振興資金研究成果実績報告書
Text Language Code: jpn
eng
Target Audience: 一般
Note (General): type:text
進化過程でヒトが巨大脳を獲得した主要な要因は神経幹細胞の多層化にあると考えられている。我々はその責任遺伝子の候補としてJA1を同定し、またその発現強度が多層化に関与する可能性を示唆した。ヒトとマウスのJA1遺伝子の5kbp上流～1.5kbp下流を単離し、その転写活性をルシフェラーゼ活性で測定した結果、ヒトの配列はマウスよりも強い転写活性を示すことが観察された。その違いをもたらす責任領域を特定するため、ヒト、マウス間で部分的に配列を入れ替え、転写活性への影響を観察した結果、下流側の特にexon #2が重要であることが明らかとなった。2019年度はヒト及びマウスJA1 exon #2、およびその周囲の配列について比較ゲノム解析を進めた。興味深いことに、exon #1〜intron #2の最初の約800bpの領域において、ヒトではG-C対が集積しており、大きなCpGアイランドを形成していた。一方、マウスでは相同のCpGアイランドはexon #2で途切れており、また、CpGアイランド内でのG-C対頻度も低かった。exon #2がコードしている102アミノ酸のうち、ヒトとマウスでは1アミノ酸の違いしかないが、同じアミノ酸をコードするコドンでもヒトでは20塩基対でG-C対に変化しており、逆にA-T対に変化しているものは4塩基対だけであった。以上のことから、ヒトではexon1からintron2の領域のCpGアイランドが強化しており、このことにより当該領域のメチル化の減少とそれに伴う転写因子の結合促進が示唆された。さらにヒトとマウスの共通祖先で予想される塩基配列からの塩基置換を予想すると、マウスではよりA-T対が増加する方向に進化しており、脳サイズ縮小への淘汰圧が推測された。また、ヒト転写領域でマウスJA1を発現するプラスミドを子宮内電気穿孔法により導入すると、脳室下帯において外来JA1が強く発現し、その周囲における神経幹細胞のマーカー（Pax6）の異所性発現が観察された。これはヒトの転写調節領域により、マウス皮質内にヒトのような多層化した神経幹細胞が一部誘導されたことを示唆する。 One of the important events for the human brain enlargement during evolution is thought to be the generation of multiple layers of neural stem/progenitor cells. We have identified a candidate gene JA1 for this event. In this study, we have isolated the human and mouse JA1 genes and found that the human sequence had a stronger transcriptional activity than the mouse sequence. The responsible region for the species-specific difference in the transcriptional activity was found in the exon1-intron2 region, in which the G-C pair contents were increased and formed a strong and broad CpG island in human. The introduction of mouse JA1 driven by human JA1 transcription regulatory region using in utero electroporation induced ectopic Pax6-positive cells, a marker for neural stem cells, in the subventricular zone.
Source: https://koara.lib.keio.ac.jp/xoonips/modules/xoonips/download.php?koara_id=2019000009-20190400
https://koara.lib.keio.ac.jp/xoonips/modules/xoonips/download.php?koara_id=2019000009-20190400
Access Restrictions: 限定公開
Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
https://irdb.nii.ac.jp
Original Data Provider (Database): 慶應義塾大学 : 慶應義塾大学学術情報リポジトリ