2021 Fiscal Year Annual Research Report
クロマチン複製における転写因子ネットワークの継承機構の解析
| Project Area | Mechanisms underlying replication of non-genomic codes that mediate plasticity and robustness for cellular inheritance |
|---|
| Project/Area Number |
19H05748
|
|---|
| Research Institution | Kumamoto University |
|---|
Principal Investigator |
丹羽 仁史 熊本大学, 発生医学研究所, 教授 (80253730)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
|
| Keywords | ES細胞 / 転写因子 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
DNA複製後の転写ネットーワークの再構築のKineticsを明らかにするため、EdU-plus/Thymidine-chase/ATAC-seqを組み合わせたrepli-ATAC-seq法を確立した。既報通り、DNA複製直後はエンハンサー領域のクロマチンアクセシビリティが大きく低下するが、複製後１時間で急速に回復することが分かった。次に、複製後のクロマチンアクセシビリティの急速な回復への転写因子Klfの機能的関与を調べるため、Klf2/4/5全欠損ES細胞の自己複製をKlf2あるいは他のナイーブ転写因子Nanog/Esrrb/Tbx3の強制発現によりレスキューした細胞株 (TKO+K2, TKO+NET)を用いて、ATAC-seqとrepli-ATAC-seqを行った。ATAC-seqデータ解析により、Klfを欠損したこれらの細胞株でエンハンサー領域におけるクロマチンアクセシビリティは定常時は大きな変化が無いことが分かった。一方、repli-ATAC-seqデータ解析により、TKO+K2細胞株ではDNA複製時のクロマチンアクセシビリティに大きな変化はないが、複製後1時間で起こるエンハンサー領域のクロマチンアクセシビリティの回復が顕著に遅れていることが分かった。これは他のKlf (Klf4/5)がDNA複製後の転写ネットーワークの再構築に寄
与する可能性を示唆している。さらに、TKO+NET細胞株ではrepli-ATAC-seq(Thymidine-chase無し)のシグナル自体が大きく低下していた。これがEdUの取り込み能力の低下によるのか、複製開始時のクロマチンアクセシビリティの低下によるのかについては今後の検討を必要とするが、Klf2/4/5がDNA複製開始にも何らかの機能を果たしている可能性が考えられる。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通りにrepli-ATACseq法の確立を行い、Klfファミリー転写因子が複製鎖における転写因子結合回復に寄与する可能性を見出した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
repli-ATAC-seq法とrepli-CUT&Tag法を用いて、ゲノム複製後のオープンクロマチン構造およびRNAポリメラーゼ結合の回復のKineticsの解析を行う。またその回復過程における転写因子Klfの関与を明らかにするため、Klf2/4/5欠損ES細胞株を用いた解析を進める。また、転写因子Dppa2/4によるde novo DNAメチル化標的遺伝子（Germline遺伝子、2細胞期遺伝子制御転写因子Duxなど）のオープンクロマチン構造と転写の維持機構について、オーキシンデグロン法によりDppa2タンパクの即時欠損が可能なES細株等を活用して、M期におけるこれら転写因子の染色体への結合との関連を含めた解析を進める。さらに、Rex1-tFucciを導入したKlf2/Tbx3欠損ES細胞株を用いて、Klf2/Tbx3欠損によるナイーブ転写因子ネットワーク複製の効率への影響についての解析を進める。
|
