2013 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Dynamic chromatin structure and function |
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| Project/Area Number |
25116004
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
小布施 力史 北海道大学, 先端生命科学研究科(研究院), 教授 (00273855)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | ゲノム / エピゲノム / クロマチン / プロテオーム / 転写 |
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| Research Abstract |
動的クロマチンを理解するためには、クロマチンの階層を統合的に理解する事が必要不可欠である。クロマチンの階層の一つの要であるヘテロクロマチンが、ヒストン修飾とHP1を基盤としてどのように凝縮した構造を形成し、どのように頑強性と可塑性を兼ね備えた遺伝子発現制御という機能を発揮しているか不明な点が多い。本研究では、これまでに見いだしたヘテロクロマチンの分子ネットワークを基軸に、ヘテロクロマチン構造の構築と機能制御の分子基盤の解明を行うことを目的としている。
当該年度は、HP1と結合するヒストン修飾酵素複合体、SETDB1、SETDB2について探索を行った。SETDB1結合因子としてKAP1、SETDB2結合因子としてSENP7など、これまで知られている結合因子に加えて、両者に結合する新規因子を同定しSMBP1 (SET methyltranferase binding protein 1)と命名した。
並行して、ヒストン修飾-HP1-HBiX1-SMCHD1-XIST RNAの間の関係をChIP-seq法を用いて解析した。その結果、SMCHD1とHBiX1はX染色体上では染色体全体に濃縮されているが、常染色体上ではH3K9me3がマークしている染色体領域に濃縮されていることが明らかになった。興味深いことに、不活性X染色体上でのXISTの分布がSMCHD1の分布と似ていることが明らかになった。このことは、SMCHD1がXISTをはじめとする非コードRNAと相互作用することにより、ヘテロクロマチン形成の足場として機能していることを示唆する。また、XISTが如何にcisに染色体上に広がりコートしていくかについてのメカニズムを知る手がかりになるものと思われる。
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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
HP1は結合するヒストンマーク（H3K9me3）ヒストン修飾酵素SETDB1、SETDB2似共通に結合する因子の発見は、今後HP1を基軸とするヘテロクロマチンの形成、維持に関する分子メカニズムの解明に手がかりを与える物である。また、XIST RNAとSMCHD1との共局在するという知見は、今後、ヘテロクロマチンにおける非コードRNAの役割を考える上で重要なものになると思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
HP1を基点とするヒストン修飾酵素のネットワークが本課題によって徐々に明らかになってきた。このネットワークの探索を続けながら、さらに、見いだしたネットワークについて、その機能と分子メカニズムを解明することを目指す。XISTなどの非コードRNAの解析法に関しては技術的に限られているので、結合するSMCHD1などのタンパク性因子からのアプローチを行うとともに、RNAとタンパク質やクロマチンとの相互作用を解析する方法について改良や開発を行う。
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