RNA-seq比較を用いた鹿の枝角uhrf1増殖とs100a10石灰化遺伝子の同定
Identifying deer antler uhrf1 proliferation and s100a10 mineralization genes using comparative RNA-seq
背景
鹿の枝角は非常に速い速度で再成長する骨構造をしており、高速な骨の成長を学ぶのに魅力的なモデルである。
方法
速いペースで成長する骨に関係する遺伝子の同定は、人間と鹿の枝角の間の骨の成長の鋭い違いによる平行な試験管内でのRNA-seqモデルを確立した。そのあと、RNA-seq（ライブラリーあたり6,000万回以上の読み込み）を用いてトランスクリプトームのプロフィールを比較した。独自に表現された鹿の枝角および石灰化遺伝子は、減算分析と差次的遺伝子発現の組み合わせを介して特定した。そのあと、生理学的関連性およびこれらの特定された遺伝子の寄与を、遺伝子ノックダウン研究、遺伝子過剰発現、免疫蛍光によって決定した。
結果
細胞特性研究は、試験管内培養された鹿の枝角に由来した間葉を蓄える細胞（RM細胞）が、生体内で対応物に似たマーカーを細胞表面に見せ、高い骨形成能力も見せた。同一の培養条件下で、鹿の枝角 のRM細胞は、試験管内の状態と並行して、ヒト間葉系幹細胞と比較して高速増殖（細胞数の8.6-11.7倍の増加）と骨形成分化の増加（カルシウム石灰化の17.4倍の増加）を示した。比較RNA-seq は、これまでわかっていなかった一意に表現されるダマジカ（FD）の増殖と石灰化遺伝子uhrf1とs100a10を含む、40および91を特定した。
免疫蛍光研究は、uhrf1とs100a10が鹿の枝角を再生させることを見せた、一方遺伝子過剰発現と遺伝子ノックダウン研究は、s100a10の石灰化機能とuhrf1増殖寄与を証明した。
結論
シンプルな、 試験管内の比較RNA-seq検証は、高速な骨の枝化の再生に関連する新規遺伝子を特定した、そして、増殖/石灰化の機能は、免疫染色、ノックダウン、過剰発現遺伝子を通して確認した。この連結のアプローチは、関係のある事象を与えるいくつかの2つの生物の間に貢献する独特な遺伝子の発見に適用できるかもしれない。
