2022 Fiscal Year Annual Research Report
Chemical catalyst-driven neo-PTMs in cells
| Project Area | In-cell chemical network driven by neo-PTMs |
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| Project/Area Number |
22H05018
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山次 健三 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (30646807)
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| Project Period (FY) |
2022-05-20 – 2025-03-31
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| Keywords | 触媒 / ヒストン / アシル化 / エピゲノム / 環境応答 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生命は生体高分子とそれらに介在する化学反応ネットワークから成る。その代表がヒストンの翻訳後修飾であり、様々な位置の様々な種類の翻訳後修飾が複雑に連関しあって化学ネットワークを形成し、その結果として染色体の構造機能および遺伝子転写が制御される。これまでは、生体が自然に持つ翻訳後修飾の機能解析のみに焦点が当てられてきたが、化学の持つ無限の可能性の前に、生体内に施しうる修飾の種類すなわち構築しうる化学スペースは、生体が元来持つものに限定される必要はない。本研究では、これら生体が元来持たない化学修飾をneo-PTMsと名付け、独自のヒストンアシル化触媒系を基盤にneo-PTMsが造る生体内化学反応ネットワークの深い理解を目指す。
令和４年度は、白血病細胞選択的にヒストンアシル化修飾を導入する触媒系を開発することに成功し、本neo-PTM導入によって遺伝子転写を変動させ、白血病細胞の増殖抑制を行うことに成功した。
さらに、細胞内のアセチルCoAを活性化してヒストンアセチル化反応を行うことが出来る新しい触媒を開発した。本触媒はアセチル化だけではなく、細胞内のマロニルCoAを活性化してマロニル化を促進する事も可能であった。ヒストンをマロニル化する酵素は知られておらず、本触媒は酵素では不可能なneo-PTMを導入することが出来る触媒であると言える。細胞内アシルCoAの濃度を検知することが可能な本触媒の特徴を利用して、各種栄養条件下における細胞内アセチルCoA濃度の変化をモニターする実験系を開発した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
人工触媒によるneo-PTMの導入によって細胞機能を変化させることに成功しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヒストンH2BK120へのneo-PTM導入による細胞表現型をさらに詳細に評価する。
細胞内アシルCoAの濃度を検知できる触媒について、その化学的特性を明らかにするとともに、有用な生物学ツールとして発展させる。
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