ヒトＴＥＲＴ遺伝子の発現獲得機構の解明

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15J11596
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: 高澤 建 宮崎大学, 医学獣医学総合研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2018-03-31
• Keywords: TERT / ヒトiPS / エピジェネティック / DNAメチル化

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、TERT遺伝子のDNAメチル化可変領域（TERT-DMR）のメチル化を介した背理的エピジェネティック発現制御機構の解明を目的とする。これまでに、TERT発現細胞及び非発現細胞におけるTERT-DMRにおけるヒストン修飾状況、TERT-DMRのDNAメチル化状態に応答して結合能の変わる転写因子が存在しないことを明らかにしてきた。平成28年度は、TERT-DMRのメチル化状態に応答した染色体高次構造変化によってTERT遺伝子発現が制御されていると仮説を立て、TERT-DMRとゲノムDNA相互作用解析を行った。TERT-DMRと相互作用するゲノムDNA領域を網羅的に解析するために、Splinkerette PCR法とChromosome Conformation Capture（3C）法を組み合わせたconbined Splinkerette-3C (S3C) 法を開発し、ヒトiPS細胞およびその親細胞を用いて解析した。S3C解析の結果、ヒトiPS細胞およびその親細胞いずれにおいてもTERT-DMRと相互作用するゲノムDNA領域は検出されなかった。また、ヒトES細胞を用いたHi-Cデータをデータベースより取得し解析したが、S3C解析の結果と一致して、TERT-DMRと相互作用するゲノム領域は認められなかった。これらの結果から、高メチル化TERT-DMRを介したTERT遺伝子発現制御は、DNA-DNA相互作用を介した染色体高次構造変化を伴うものでは無いことが示された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

TERT-DMRにおけるDNA-DNA相互作用の解析を通してTERT-DMRにおける染色体高次構造を明らかにするという本年度の計画を概ね達成することが出来た。また、標的領域と相互作用するゲノム領域を網羅的に解析することが可能なSplinkerette-3C法を開発することができた。これまでの研究結果から、TERT-DMRの高メチル化はTERT発現に必要不可欠であり、TERT-DMRはTERT発現細胞において高メチル化かつ、H3K4me3が豊富であることが明らかとなった。さらに本年の研究結果から、TERT-DMRを介したTERT発現制御は、DNA-Protein、DNA-DNA相互作用による発現制御機構ではないことが示唆された。

Strategy for Future Research Activity

これまでの研究結果から、メチル化TERT-DMRを介したTERT発現制御は、DNA-Protein、DNA-DNA相互作用による発現制御機構ではなく、DNA-核膜相互作用および染色体テリトリーなどのより広域な制御機構であることが推測されたことから、今後は核膜構成分子の一つであるLMNB1に対する抗体を用いたChIP-PCRなどを用いてTERT-DMRと核膜相互作用の解析を進めていく予定である。