| Project/Area Number |
20H00450
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
白髭 克彦 東京大学, 定量生命科学研究所, 教授 (90273854)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中戸 隆一郎 東京大学, 定量生命科学研究所, 講師 (60583044)
坂東 優篤 東京大学, 定量生命科学研究所, 講師 (90360627)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥45,370,000 (Direct Cost: ¥34,900,000、Indirect Cost: ¥10,470,000)
Fiscal Year 2020: ¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
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| Keywords | 染色体 / 転写構造 / 転写伸長反応 / コヒーシン / コヒーシン病 / 染色体高次構造 / 転写制御 |
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| Outline of Research at the Start |
既に我々は、コヒーシンが遺伝子のエンハンサー領域に結合すること、コヒーシンの生理的役割の一つは遺伝子の転写伸長反応の制御に関わることを明らかにしてきた。その役割はブロモドメインタンパク質BRD4や超伸長複合体AFF4など既知の転写伸長制御因子と密接に関係しており、発生分化制御やがん発生において重要な役割を果たすことが示唆される。エンハンサー上に形成される巨大で動的な複合体（エンハンソソーム）の中で、コヒーシンのもつモーター活性はどのような役割を果たしているのだろうか。本申請課題は、エンハンソソームによる転写伸長制御反応を特にコヒーシンに焦点を当てて分子的に理解する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) 試験管内再構成を用いたエンハンソソームにおけるコヒーシン機能の解明
Gal4-VP16の組換え融合蛋白をアクティベーターとして用いるシステムを利用し、人工鋳型上で転写複合体の形成を誘導し、コヒーシンおよび、コヒーシンのATPase活性の活性化因子であるNIPBL/MAU2がその中に含まれることを確認した。また、コヒーシンのATPase活性の欠損が転写伸長反応複合体の形成あるいは制御（プロモーターからのリリース）に機能している可能性を示した。
(2) 核内エンハンソソームの高解像度可視化を通じたコヒーシンの機能解析
今までにコヒーシン病の原因遺伝子としてはコヒーシン、コヒーシンのATPase活性制御因子、コヒーシンアセチル化・脱アセチル化因子、転写伸長制御因子Brd4および、Aff4が知られている。今回これらの知見をもとに、核内エンハンソソーム形成におけるこれら因子の相互依存性について検討し、定量的ChIP-seq解析およびHi-C解析を通じて以下の知見を得た。スーパーエンハンサーにおけるBrd4およびコヒーシンのATPase活性制御因子のリクルートは互いに相互依存性があった。さらに、Aff4の高発現によりBrd4およびコヒーシンのスーパーエンハンサーへのリクルートは抑制された。これらの一連の成果は、コヒーシン、Brd4、Aff4のいずれもが、相互依存的にエンハンサーにリクルートされ、エンハンサー形成に重要な役割を担っている事、さらにエンハンソソームの形成不全がコヒーシン病の原因であることを示している。
(3) エンハンソソームのタンパク質性・非タンパク質性構成因子の網羅的同定
標的タンパクの周辺に存在するタンパクをビオチン化する事で、目的タンパクとの相互作用因子を検出するBioID法の構築に着手し、少なくとも標的タンパクをvivoで高効率でビオチン化する手法を確立した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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