ヒストンH3K36トリメチル化を介した転写共役機構―転写因子と核構造体のリンク

• Project Area: The physicochemical field for genetic activities
• Project/Area Number: 21114510
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 青田 聖恵 (浦 聖恵) Osaka University, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (80289363)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥19,110,000 (Direct Cost: ¥14,700,000、Indirect Cost: ¥4,410,000); Fiscal Year 2010: ¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000); Fiscal Year 2009: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000)
• Keywords: クロマチン / ヒストン / ヒストンメチル化 / ES細胞 / MEF細胞 / 細胞分化

Research Abstract

4p-症候群の原因遺伝子であるヒストンメチル化酵素Whsc1の機能を、心臓形成を支配するホメオドメイン転写因子Nkx2.5とWhsc1の協調した転写制御に焦点を当てて明らかにするために、ES細胞の心筋細胞分化系を試みた。Whsc1を欠損したES細胞はHanging drop法では拍動心筋細胞への分化が抑制されたが、Flk+細胞を抗体を用いてFACSソートし、Op9細胞をフィーダー細胞に用いて、さらにCSAを添加すると、野生型ES細胞と同等に心筋細胞に分化し、単純に心筋細胞への分化が遺伝子欠損により抑制される訳でないことが判明した。また、心筋細胞分化効率が極めて低く、生化学解析に不適当であると判断した。そこでWhsc1欠損による転写異常を個体レベルの遺伝子欠損による発生異常と結びつけて詳細に解析できるin vitro細胞分化系を模索した結果、Whsc1欠損MEF細胞において、in vitor脂肪細胞分化異常を見出し、今後の解析に有効な分化系をここに得た。MEF細胞を用いてWhsc1の細胞局在を検討したところ、Whsc1は細胞分裂間期に核質全体に分不し、細胞分裂期に凝集した染色体に局在することを見出した。しかもWhsc1抗体で染色されない染色体が1本存在する。以上の結果は細胞分裂期には転写は一般には不活性化されることから、Whsc1が転写のメモリーに機能することを示唆するとともに、不活性X染色体ではWhsc1が排除されている可能性を示唆し、Whsc1の機能解明に向けて注目すべき事象である。

Research Products

• [Journal Article] A histone H3 lysine 36 trimethyltransferase linkes Nkx2-5 to Wolf-Hirschhorn syndrome (2009)
  • Author(s): Nimura K.Ura K., et al.
  • Journal Title: Nature 460 Pages: 287-291
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Linker histone and development. (2009)
  • Author(s): Godde J.S., Ura K.
  • Journal Title: Int.J.Dev.Biol 53 Pages: 215-224
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ヒストンH3K36メチル化による転写制御と疾患 (2009)
  • Author(s): 浦聖恵, 他
  • Journal Title: 実験医学 27 Pages: 208-215
• [Presentation] マウスDNAメチル基質転移酵素Dnmt3bのクロマチン高次構造特異的な結合 (2009)
  • Author(s): 柏木克信, 他
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2009-12-10
• [Presentation] ヒストンH3K36tri-メチル化酵素Whsc1の欠損は転写異常によって先天性心疾患を伴うWolf-Hirschhorn syndromeを引き起こす (2009)
  • Author(s): 二村圭祐, 他
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2009-12-09
• [Presentation] Defect in a histone H3 lysine 36 trimethyltransferase Whsc1 causes disordered transcription in ES cells. (2009)
  • Author(s): Ura K., et al.
  • Organizer: 第15回日本遺伝子治療学会
  • Place of Presentation: 大阪大学コンベンションセンター(大阪府)
  • Year and Date: 2009-07-10
• [Remarks]
  • URL: http://www.med.osaka-u.ac.jp/jp/seika/index.html