第32回日本分子生物学会年会

パシフィコ横浜

2009年12月09日

1P-0021

ポスター発表

無脊椎動物ホヤの大規模転写開始点決定から探るCpGアイランドプロモータの進化 Profiling of ascidian promoters as a primordial type of vertebrate promoters

岡村 浩司1, 山下 理宇1, 滝本 紀子2, 西辻 光希2,3, 鈴木 穣4, 日下部 岳広3, 中井 謙太1,5 1東大・医科研・ヒトゲノム, 2兵庫県立大・生命理・生命, 3甲南大・理工・生物, 4東大・新領域・メディカルゲノム, 5JST・BIRD

CpGアイランドは遺伝子探索においてよく利用されるマーカーで、実際、多くの遺伝子のプロモータを成している。遺伝子5’側に存在するこのようなG+CおよびCpGに富む領域は哺乳類だけでなく、配列や含量が種によって大きく異なるものの、魚類までも含めた脊椎動物に広く保存されている。多くの場合CpGアイランドはDNAメチル化を免れ、ハウスキーピング遺伝子等、広範囲に発現を示す遺伝子の発現制御に関わっていると考えられる。一方、G+CおよびCpG頻度が低い別なプロモータクラスが存在することも知られ、こちらは主に組織特異的な発現に関与すると考えられている。それに対し、ウニ、ナメクジウオ、ホヤといった無脊椎動物のプロモータはin silico解析から全体的に高いCpG頻度を持つことが示され、これらに対する脱アミノ化の有無が脊椎動物における2つのプロモータクラスの起源であるとする説が出されている。しかしながら無脊椎動物においては、ゲノム配列は決められているものの、転写開始点を含めた遺伝子のアノテーションが未だ不十分で、網羅的なプロモータの解析が困難な状況にある。そこで本研究では、無脊椎動物の中でも系統的に最も脊椎動物に近いと考えられている被嚢類からカタユウレイボヤを選び、オリゴキャッピング法と次世代シークエンサを組み合わせた大規模な転写開始点決定およびプロモータの配列解析を行った。その結果、従来から指摘されていたように、ホヤのプロモータはCpG頻度が高い単一のクラスにまとめられるものの、その頻度はバックグラウンドに比べてわずかに高い程度であり、またその領域は短く、配列の特徴はむしろ脊椎動物におけるCpG頻度が低いクラスのプロモータと似ていることが明らかとなった。このことから、CpGアイランドは無脊椎動物から存在した古い配列ではなく、原始的な脊索動物から脊椎動物へと進化する過程、あるいはそれよりも後で、何らかの機構によりゲノム中に現れ、プロモータの一部として維持されてきたと推測することができる。