2018 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular mechanisms underlying heterochromatin assembly
| Project Area | Chromatin potential for gene regulation |
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| Project/Area Number |
18H05532
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
中山 潤一 基礎生物学研究所, クロマチン制御研究部門, 教授 (60373338)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小布施 力史 大阪大学, 理学研究科, 教授 (00273855)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| Keywords | ヘテロクロマチン / HP1 / ヒストン修飾 / 転写制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ヘテロクロマチン構造形成の分子機構の解明を目指し、以下の２つの課題を中心に研究を実施した。
【１】HP1によるヘテロクロマチンの制御（中山）：分裂酵母のHP1アイソフォームであるSwi6とChp2の機能について解析した。先行して実施した新学術領域研究によって、Swi6がヒトのHP1aと同様にM期のリン酸化を受けることを明らかにしたが、その機能については明らかにされていなかった。本年度はリン酸化入らない変異Swi6、恒常的なリン酸化を模した変異Swi6を発現する酵母株を作製し、その表現型を解析することで、染色体の正常な分配に必要なCPC（chromosome passenger complex）複合体と遺伝的な相互作用を示すことが明らかになった。この結果は、進化的に保存されたHP1のM期特異的なリン酸化が、染色体分離の制御に寄与していることを示す結果だと考えられる。
【２】増殖・分化のスイッチング過程におけるヘテロクロマチンの構造変換（中山・小布施）：分裂酵母の胞子形成に関して、当該年度はまず、安定的に胞子を形成させるための培養条件の検討を進めた。また胞子の精製に向けて、密度勾配遠心法の条件検討を行った（中山）。ES細胞の分化系に関しては、まず、マウスのES細胞を一旦エピブラスト幹細胞に分化させ、高効率に神経外胚葉に分化させる系をCBMS株、TT2株で確立した。また、マウス細胞のトランスクリプトームデータを用いて、ES細胞でのみ発現しているHP1結合因子を2つ見出した（小布施）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
分裂酵母の実験では、Swi6のM期特異的なリン酸化と染色体分離に関わるCPC複合体との遺伝的な相互作用を見出すことができた。ES細胞の実験では、予定通りES細胞の分化系を確立し、併せて、遺伝子発現誘導系、ゲノム編集によるノックアウトの技術を整えることができた。またES細胞でのみ発現しているHP1結合因子を見いだすことがでた。以上、今後の研究を遂行する上で必要な技術、材料などの基盤が予定どおり整ったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
分裂酵母のHP1アイソフォームに着目し、それぞれの相互作用因子の解析を引き続き進める。分裂酵母の胞子の精製方法を確立し、クロマチン動態変化の解析を試みる。確立したES細胞の解析系を用いて、ES細胞でのみ発現しているHP1結合因子の機能解析をゲノミクスによる解析技術も交えて推進する。
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