Elucidating the significance of chromatin modification in gene regulation by living cell imaging

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H01417
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Molecular biology
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Kimura Hiroshi 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (30241392)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 遺伝子発現 / クロマチン / ヒストン修飾 / 転写制御

Outline of Final Research Achievements

Gene expression patterns exhibit dynamic changes as cells differentiate and respond to external signals. To understand the significance of histone modifications in transcriptional activation and inactivation, we conducted this study using a unique system for visualizing post-translational modifications in living cells. In transcriptional activation, we found that acetylation of histone H3 is important for heat shock stress-induced transcriptional activation. In addition, we showed how methylation of histone H3 and H4 accumulates during X-chromosome inactivation during mouse embryonic stem cell differentiation.

Free Research Field

細胞生物学・エピジェネティクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、刺激に応答した遺伝子活性化過程や発生・分化過程におけるクロマチン修飾の時空間的変化を明らかにした。クロマチン構造変化と転写の制御は遺伝子発現の根幹を成しており、単一細胞レベルでの生細胞計測を中心とした解析により、この制御機構の一端を解明することができた。この基盤研究の成果は、高効率な脱分化系・分化誘導系の確立や薬物動態評価等の基盤技術開発にも将来的につながると考えられ、再生医療、生殖医療、薬剤開発等にも広く波及効果を及ぼすと期待できる。