Understanding of disease-associated epigenome regulatory mechanisms through high-resolution detection of hyperactive chromatin

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H05089
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Biological pharmacy
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Umehara Takashi 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (20415095)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: エピジェネティクス / クロマチン / ヌクレオソーム / ヒストン / 遺伝子発現 / がん / 阻害剤 / 診断

Outline of Final Research Achievements

In many human cancer cells, epigenomic aberrations result in up-regulation of oncogenes. The BET protein binds to highly-acetylated histone H4 and is involved in carcinogenesis. Inhibitors for BET proteins can bring the gene expression pattern in cancer cell back to that of normal cells. However, the effect of the BET inhibitor on the hyperacetylation of histone H4, which is the primary target of BET protein binding to the epigenome, has been unclear. In this study, we observed that treatment of a human lung cancer cell line with a BET inhibitor JQ1 could not change the K5/K8-diacetylated status of histone H4 at all, suggesting that the combinatorial modification of H4K5acK8ac is a robust marker of the cancer epigenome.

Free Research Field

エピジェネティクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

がん細胞では特定の遺伝子発現プログラムが暴走しているが、BETタンパク質の阻害剤を投与すると多くのがん細胞でこの異常を改善できることが知られている。しかし、この薬剤の効果が恒常的か一過的かは不明だった。本研究成果は、新規のモノクローナル抗体の開発を通してBETタンパク質阻害剤のがん細胞への効果が一時的であることを解明するとともに、がん細胞の増殖能の変化をエピゲノムレベルで判定する手法を提供した。本研究により、今後、がん治療薬の効果をエピゲノムレベルで精密に判定する診断技術の開発につながることが期待できる。