2013年7月29日月曜日

その他の利己的遺伝子関係論文まとめ

Diversity of bacterial type II toxin–antitoxin systems: a comprehensive search and functional analysis of novel families
Leplae R, Geeraerts D, Hallez R, Guglielmini J, Drèze P, Van Melderen L.
Nucleic Acids Res. 2011 Jul;39(13):5513-25. Epub 2011 Mar 21.
PMID: 21422074 [PubMed - indexed for MEDLINE] Free PMC Article
Type II toxin–antitoxin (TA) systemをバイオインフォマティクスで探索した論文。TA systemはプラスミドだけでなく、染色体の安定した伝播にも寄与しているらしい。

The Repertoire of ICE in Prokaryotes Underscores the Unity, Diversity, and Ubiquity of Conjugation OPEN ACCESS
Guglielmini J, Quintais L, Garcillán-Barcia MP, de la Cruz F, Rocha EP.
PLoS Genet. 2011 Aug;7(8):e1002222. Epub 2011 Aug 18.
原核生物の利己的遺伝因子、integrative conjugative elements (ICE)の総論。ICEは接合を媒介し、ゲノムに挿入されるタイプの利己的遺伝因子。

Non-specific protein–DNA interactions control I-CreI target binding and cleavage
Molina R, Redondo P, Stella S, Marenchino M, D'Abramo M, Gervasio FL, Charles Epinat J, Valton J, Grizot S, Duchateau P, Prieto J, Montoya G.
Nucleic Acids Res. 2012 Aug 1;40(14):6936-45. Epub 2012 Apr 11.
PMID: 22495931 [PubMed - in process] Free PMC Article
Homing endonucleaseの1種I-CreIのDNA認識の機構を解析した論文。

Transposable Elements, Epigenetics, and Genome Evolution
Fedoroff NV.
Science. 2012 Nov 9;338(6108):758-67. No abstract available.
PMID: 23145453 [PubMed - indexed for MEDLINE] Free Article
転移因子の概説記事。

Transposon integration enhances expression of stress response genes
Feng G, Leem YE, Levin HL.
Nucleic Acids Res. 2013 Jan;41(2):775-89. doi: 10.1093/nar/gks1185. Epub 2012 Nov 27.
PMID: 23193295 [PubMed - in process] Free PMC Article
Tf1はストレス応答性の遺伝子のプロモータ領域に挿入する傾向がある。Tf1の挿入はこれらの遺伝子の転写を抑制しない。Tf1のエンハンサー活性は熱により活性化され、熱応答性遺伝子の熱への応答を強める働きをも持つ。

2013年7月26日金曜日

転移因子・利己的遺伝因子の応用の論文まとめ

Structure-guided reprogramming of serine recombinase DNA sequence specificity.
Gaj T, Mercer AC, Gersbach CA, Gordley RM, Barbas CF 3rd.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2011 Jan 11;108(2):498-503. Epub 2010 Dec 27.
セリンリコンビナーゼの仲間invertase GinとTn3 resolvaseの標的配列を、人工進化系を使って変える事に成功した論文。

Retargeting transposon insertions by the adeno-associated virus Rep protein.
Ammar I, Gogol-Döring A, Miskey C, Chen W, Cathomen T, Izsvák Z, Ivics Z.
Nucleic Acids Res. 2012 Aug;40(14):6693-712. doi: 10.1093/nar/gks317. Epub 2012 Apr 19.
PMID: 22523082 [PubMed - indexed for MEDLINE] Free PMC Article
アデノ随伴ウイルスのRepタンパク質を使って転移因子の挿入位置をある程度集中させることに成功した論文。

Chimeric piggyBac transposases for genomic targeting in human cells
Owens JB, Urschitz J, Stoytchev I, Dang NC, Stoytcheva Z, Belcaid M, Maragathavally KJ, Coates CJ, Segal DJ, Moisyadi S.
Nucleic Acids Res. 2012 Aug 1;40(14):6978-91. Epub 2012 Apr 9.
PMID: 22492708 [PubMed - in process] Free PMC Article
Gal4 DNA binding domainとpiggyBacの転移酵素を融合する事で4つに1つが標的のUASサイトに挿入されるようになった事を示す論文。

Chimeric TALE recombinases with programmable DNA sequence specificity
Mercer AC, Gaj T, Fuller RP, Barbas CF 3rd.
Nucleic Acids Res. 2012 Nov 1;40(21):11163-72. doi: 10.1093/nar/gks875. Epub 2012 Sep 26.
PMID: 23019222 [PubMed - in process] Free PMC Article
Xanthomonasのtranscription activator-like effector (TALE)のDNA結合ドメインをDNA invertase Ginにつないで、配列特異的な組換え酵素を作成した論文。zinc finger proteinを用いた系と相補される事が期待される。

Genomic deletion induced by Tol2 transposon excision in zebrafish
Huang P, Xu L, Liang W, Tam CI, Zhang Y, Qi F, Zhu Z, Lin S, Zhang B.
Nucleic Acids Res. 2013 Jan;41(2):e36. doi: 10.1093/nar/gks1035. Epub 2012 Nov 9.
PMID: 23143102 [PubMed - in process] Free PMC Article
Tol2挿入後に転移酵素のmRNAを導入する事で切り出しを誘発し、その結果を解析した論文。不正確に切り出されるTol2の性質がもしかしたら新しい応用につながるかも?という示唆あり。

2013年7月24日水曜日

CRISPR-Cas systemの論文まとめ(2)

Bacteriophage genes that inactivate the CRISPR/Cas bacterial immune system
Bondy-Denomy J, Pawluk A, Maxwell KL, Davidson AR.
Nature. 2013 Jan 17;493(7432):429-32. doi: 10.1038/nature11723. Epub 2012 Dec 16.
PMID: 23242138 [PubMed - in process]
CRISPR-Cas systemを不活化する遺伝子。あるとは思っていたけれど、見つかると新鮮です。

A bacteriophage encodes its own CRISPR/Cas adaptive response to evade host innate immunity
Seed KD, Lazinski DW, Calderwood SB, Camilli A.
Nature. 2013 Feb 28;494(7438):489-91. doi: 10.1038/nature11927.
PMID: 23446421 [PubMed - indexed for MEDLINE]
こちらはbacteriophageにコードされたCRISPR-Cas systemの報告。外来因子を不活化するchromosomal islandの働きを抑える働きを持つ。

Solution properties of the archaeal CRISPR DNA repeat-binding homeodomain protein Cbp2
Kenchappa CS, Heidarsson PO, Kragelund BB, Garrett RA, Poulsen FM.
Nucleic Acids Res. 2013 Mar 1;41(5):3424-35. doi: 10.1093/nar/gks1465. Epub 2013 Jan 15.
PMID: 23325851 [PubMed - in process] Free PMC Article
NMRでCbp2がどのようにCRISPR DNAと結合するか調べた論文。


Comparative genomics of defense systems in archaea and bacteria
Makarova KS, Wolf YI, Koonin EV.
Nucleic Acids Res. 2013 Apr;41(8):4360-77. doi: 10.1093/nar/gkt157. Epub 2013 Mar 6. Review.
PMID: 23470997 [PubMed - indexed for MEDLINE] Free PMC Article
制限修飾酵素系、毒ー解毒剤システム、CRISPR-Cas systemなどの防御に働く遺伝子系の分布を調べた論文。

CRISPR-Cas and restriction–modification systems are compatible and increase phage resistance
Dupuis MÈ, Villion M, Magadán AH, Moineau S.
Nat Commun. 2013 Jul 2;4:2087. doi: 10.1038/ncomms3087.
PMID: 23820428 [PubMed - in process]
CRISPR-Cas systemと制限修飾酵素系の両方が働くと効率よくファージを排除できることを示した論文。

2013年7月23日火曜日

Repbase Reports 13(7)

今年のRepbase Reports第7号が出版されました。今号では、ニシキガメChrysemys pictaの転移因子および反復配列を報告しています。
Repbase Reports Volume 13, Issue 7

Repbase ReportsはGIRIが発行している、真核生物の反復配列を報告するオンラインの科学雑誌です。配列、分類と簡単な特徴の報告だけですが、反復配列の一次情報源として論文でも引用されています。Repbase Reportsに掲載された配列は、反復配列データベースであるRepbase Updateに収録され、配布されます。学術研究者はユーザー登録することでどちらも無料で閲覧できます。

2013年7月22日月曜日

転移因子の家畜化関係の論文まとめ

The Human THAP9 Gene Encodes an Active P-Element DNA Transposase
Majumdar S, Singh A, Rio DC.
Science. 2013 Jan 25;339(6118):446-8. doi: 10.1126/science.1231789.
PMID: 23349291 [PubMed - in process]
ヒトのTHAP9遺伝子が転移能力のあるP element型の転移酵素をコードしていることを示した論文。P elementは哺乳類では全く分布していないので、どこから来たのか、そしてどういう機能を持っているのか不思議です。

Crystal structure of Prp8 reveals active site cavity of the spliceosome
Galej WP, Oubridge C, Newman AJ, Nagai K.
Nature. 2013 Jan 31;493(7434):638-43. doi: 10.1038/nature11843. Epub 2013 Jan 23.
PMID: 23354046 [PubMed - in process]
スプライシングにおいて中心的な役割を持つタンパク質Prp8はgroup II intronのmaturase由来のタンパク質であることを配列解析から示唆されていましたが、それを結晶構造からも証明した論文。逆転写酵素ドメインの後ろ側のPDDExK(type II restriction endonuclease-like)ドメインはどこから来たのでしょうか?

Turning gold into ‘junk’: transposable elements utilize central proteins of cellular networks
Abrusán G, Szilágyi A, Zhang Y, Papp B.
Nucleic Acids Res. 2013 Mar 1;41(5):3190-200. doi: 10.1093/nar/gkt011. Epub 2013 Jan 21.
PMID: 23341038 [PubMed - in process] Free PMC Article
転移因子が宿主の遺伝子断片を取り込む場合を出芽酵母とショウジョウバエで解析した論文。ネットワークの中心的な遺伝子が取り込まれる傾向があるらしい。

The Oxytricha trifallax Macronuclear Genome: A Complex Eukaryotic Genome with 16,000 Tiny Chromosomes
Estienne C. Swart, John R. Bracht, Vincent Magrini, Patrick Minx, Xiao Chen, Yi Zhou, Jaspreet S. Khurana, Aaron D. Goldman, Mariusz Nowacki, Klaas Schotanus, Seolkyoung Jung, Robert S. Fulton, Amy Ly, Sean McGrath, Kevin Haub, Jessica L. Wiggins, Donna Storton, John C. Matese, Lance Parsons, Wei-Jen Chang, Michael S. Bowen, Nicholas A. Stover, Thomas A. Jones, Sean R. Eddy, Glenn A. Herrick, Thomas G. Doak, Richard K. Wilson, Elaine R. Mardis, Laura F. Landweber
PLoS Biol. 2013 January; 11(1): e1001473. Published online 2013 January 29. doi: 10.1371/journal.pbio.1001473
PMCID: PMC3558436
繊毛虫Oxytricha trifallaxの大核ゲノムの解読論文。他種との比較から、MuDRとIS1595様の転移酵素が大核ゲノム形成に働いているという示唆を得ている。どちらも接合期にのみ発現する。IS1595様の転移因子の報告は真核生物では初めてかな?

A novel human endogenous retroviral protein inhibits cell-cell fusion
Sugimoto J, Sugimoto M, Bernstein H, Jinno Y, Schust D.
Sci Rep. 2013;3:1462. doi: 10.1038/srep01462.
PMID: 23492904 [PubMed - in process] Free PMC Article
HERVのenvの家畜化で生まれたsuppressynがsyncytinの機能を阻害することを示した論文。

2013年7月19日金曜日

ゲノム解読論文まとめ(4)

脊椎動物ゲノム特集。

The western painted turtle genome, a model for the evolution of extreme physiological adaptations in a slowly evolving lineage
Shaffer HB, Minx P, Warren DE, Shedlock AM, Thomson RC, Valenzuela N, Abramyan J, Amemiya CT, Badenhorst D, Biggar KK, Borchert GM, Botka CW, Bowden RM, Braun EL, Bronikowski AM, Bruneau BG, Buck LT, Capel B, Castoe TA, Czerwinski M, Delehaunty KD, Edwards SV, Fronick CC, Fujita MK, Fulton L, Graves TA, Green RE, Haerty W, Hariharan R, Hernandez O, Hillier LW, Holloway AK, Janes D, Janzen FJ, Kandoth C, Kong L, de Koning AJ, Li Y, Literman R, McGaugh SE, Mork L, O'Laughlin M, Paitz RT, Pollock DD, Ponting CP, Radhakrishnan S, Raney BJ, Richman JM, St John J, Schwartz T, Sethuraman A, Spinks PQ, Storey KB, Thane N, Vinar T, Zimmerman LM, Warren WC, Mardis ER, Wilson RK.
Genome Biol. 2013 Mar 28;14(3):R28. [Epub ahead of print]
PMID: 23537068 [PubMed - as supplied by publisher]
ニシキガメのゲノム報告論文。

The draft genomes of soft-shell turtle and green sea turtle yield insights into the development and evolution of the turtle-specific body plan
Wang Z, Pascual-Anaya J, Zadissa A, Li W, Niimura Y, Huang Z, Li C, White S, Xiong Z, Fang D, Wang B, Ming Y, Chen Y, Zheng Y, Kuraku S, Pignatelli M, Herrero J, Beal K, Nozawa M, Li Q, Wang J, Zhang H, Yu L, Shigenobu S, Wang J, Liu J, Flicek P, Searle S, Wang J, Kuratani S, Yin Y, Aken B, Zhang G, Irie N.
Nat Genet. 2013 Apr 28;45(6):701-6. doi: 10.1038/ng.2615. Epub 2013 Apr 28.
PMID: 23624526 [PubMed - in process]
スッポンとアオウミガメのゲノム報告論文。

Recalibrating Equus evolution using the genome sequence of an early Middle Pleistocene horse
Orlando L, Ginolhac A, Zhang G, Froese D, Albrechtsen A, Stiller M, Schubert M, Cappellini E, Petersen B, Moltke I, Johnson PL, Fumagalli M, Vilstrup JT, Raghavan M, Korneliussen T, Malaspinas AS, Vogt J, Szklarczyk D, Kelstrup CD, Vinther J, Dolocan A, Stenderup J, Velazquez AM, Cahill J, Rasmussen M, Wang X, Min J, Zazula GD, Seguin-Orlando A, Mortensen C, Magnussen K, Thompson JF, Weinstock J, Gregersen K, Røed KH, Eisenmann V, Rubin CJ, Miller DC, Antczak DF, Bertelsen MF, Brunak S, Al-Rasheid KA, Ryder O, Andersson L, Mundy J, Krogh A, Gilbert MT, Kjær K, Sicheritz-Ponten T, Jensen LJ, Olsen JV, Hofreiter M, Nielsen R, Shapiro B, Wang J, Willerslev E.
Nature. 2013 Jul 4;499(7456):74-8. doi: 10.1038/nature12323. Epub 2013 Jun 26.
PMID: 23803765 [PubMed - in process]
56-78万年前の馬の骨からゲノムを抽出し、解析した論文。比較対象として4万3000年前のウマと、現生の5系統のウマ、モウコノウマ、ロバのゲノムを解読し、比較している。

Ground tit genome reveals avian adaptation to living at high altitudes in the Tibetan plateau
Qu Y, Zhao H, Han N, Zhou G, Song G, Gao B, Tian S, Zhang J, Zhang R, Meng X, Zhang Y, Zhang Y, Zhu X, Wang W, Lambert D, Ericson PG, Subramanian S, Yeung C, Zhu H, Jiang Z, Li R, Lei F.
Nat Commun. 2013 Jul 1;4:2071. doi: 10.1038/ncomms3071.
PMID: 23817352 [PubMed - in process]
ヒメサバクガラスのゲノム報告論文。

Evolutionary changes of multiple visual pigment genes in the complete genome of Pacific bluefin tuna
Nakamura Y, Mori K, Saitoh K, Oshima K, Mekuchi M, Sugaya T, Shigenobu Y, Ojima N, Muta S, Fujiwara A, Yasuike M, Oohara I, Hirakawa H, Chowdhury VS, Kobayashi T, Nakajima K, Sano M, Wada T, Tashiro K, Ikeo K, Hattori M, Kuhara S, Gojobori T, Inouye K.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Jul 2;110(27):11061-6. doi: 10.1073/pnas.1302051110. Epub 2013 Jun 18.
PMID: 23781100 [PubMed - in process] Free Article
クロマグロのゲノム報告論文。反復配列については何の報告もなし。

2013年7月11日木曜日

Repbase Reports 13(6)

今年のRepbase Reports第6号が出版されました。今号でも引き続き、ウミヤツメPetromyzon marinusの転移因子および反復配列を報告しています。
Repbase Reports Volume 13, Issue 6

Repbase ReportsはGIRIが発行している、真核生物の反復配列を報告するオンラインの科学雑誌です。配列、分類と簡単な特徴の報告だけですが、反復配列の一次情報源として論文でも引用されています。Repbase Reportsに掲載された配列は、反復配列データベースであるRepbase Updateに収録され、配布されます。学術研究者はユーザー登録することでどちらも無料で閲覧できます。

2013年7月10日水曜日

Dada

昨年の2月の学会以来解析していた研究がPLoS ONEに掲載されました。

A Superfamily of DNA Transposons Targeting Multicopy Small RNA Genes

これまではnon-LTR retrotransposonにしか見つかっていなかった、「特定の反復配列の特定の位置に挿入される転移因子」をDNA transposonで発見したという内容です。ゼブラフィッシュ(Danio rerio)とミジンコ(Daphnia pulex)から最初に見つかったので,Dadaと名付けました。

発見を整理すると、
・Dadaは新規のDNA transposon superfamily
・Dadaの転移酵素は真核生物のMuDr, Kolobok, P, hATの各転移因子superfamilyと原核生物のIS256 familyと共通のモチーフを持つ
・Dadaの標的は、U1 snRNA, U6 snRNA, tRNAの各遺伝子である
・U6 snRNA遺伝子に挿入されるDada-U6はゼブラフィッシュを含む硬骨魚類に加えて、ミジンコ、カキ(牡蠣)、多毛類から見つかる

以上から、RNA遺伝子を挿入の標的とする標的配列特異性という転移因子の生存戦略がより普遍的であることが示されました。また、自然に存在する標的特異的な転移因子を用いたトランスジェニック生物の作成という新しいシステムへの道が開けました。

配列特異的な転移因子の研究は私のライフワークとなりつつあります。

2013年7月9日火曜日

Repbase Reports 13(5)

今年のRepbase Reports第5号が出版されました。今号では、ウミヤツメPetromyzon marinusの転移因子および反復配列を報告しています。
Repbase Reports Volume 13, Issue 5

Repbase ReportsはGIRIが発行している、真核生物の反復配列を報告するオンラインの科学雑誌です。配列、分類と簡単な特徴の報告だけですが、反復配列の一次情報源として論文でも引用されています。Repbase Reportsに掲載された配列は、反復配列データベースであるRepbase Updateに収録され、配布されます。学術研究者はユーザー登録することでどちらも無料で閲覧できます。