2018 Fiscal Year Annual Research Report
Chromatin remodeling and Induction of pluripotency via Sox2/TBP complex
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17H04044
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
伊藤 敬 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (90306275)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中川 武弥 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 助教 (50363502)
米田 光宏 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 講師 (80508367)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | クロマチン / 遺伝子転写 / SOX2 / TBP |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞分化のリプログラミング因子Oct3/4, Sox2, Klf4, cMycによる多能性獲得のメカニズムを明らかにすることを目的とする。この４因子の一つであるSox2が基本転写因子であるTBPを含むサブユニットとComplexを作ることを明らかにした。Sox2/TBP Complex中にコアヒストンが含まれていることを明らかにした。Core Histonesを有するSox2/TBP Complexのクロマチン構造変換能に関してスーパーコイリングアッセイにより調べた。環状プラスミドを用いてクロマチン形成を行わせ、プラスミドDNA, Core Histonesとクロマチン形成因子rNAP-1, rACFによりスーパーコイルで示されるヌクレオソーム形成能が示される。このアッセイを用いてrNAP-1の代わりにrOct3/4を反応に加えるとスーパーコイルで示されるヌクレオソーム形成能が消失するが、rNAP-1の代わりにrSox2又はSox2/TBP Complexを加えるとスーパーコイルで示されるヌクレオソーム形成能は保持される。すなわちrSox2にクロマチン構造形成能があることを明らかにした。さらにクロマチンを鋳型とした試験管内遺伝子転写によりSox2とSox2/TBP Complexの違いを調べるとSox2/TBP Complexに強い転写活性可能があることが明らかとなった。これらの成果はOct3/4, Sox2, Klf4, cMycの4因子によるリプログラミングの分子メカニズムの一端を明らかにしたものである。
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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
研究計画したように細胞分化のリプログラミング因子の一つであるSox2が基本転写因子であるTBPを含むサブユニットとComplexを作ることを明らかできた。さらにSox2/TBP Complex中にコアヒストンが含まれていることを明らかにした。Core Histonesを有するSox2/TBP Complexのクロマチン構造変換能に関してスーパーコイリングアッセイにより調べ、rSox2又はSox2/TBP Complexを加えるとスーパーコイルで示されるヌクレオソーム形成能は保持される。すなわちrSox2にクロマチン構造形成能があることを明らかにできた。さらにクロマチンを鋳型とした試験管内遺伝子転写によりSox2とSox2/TBP Complexの違いを調べるとSox2/TBP Complexに強い転写活性可能があることを明らかにした。これらの成果は3年目の成果発表への準備としてほぼ満足できるものである
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| Strategy for Future Research Activity |
Sox2およびTBPのChip-seqデータを公共データベースからダウンロードし解析した。興味あることにSox2およびTBPはrDNA領域にマップされた。ES細胞は線維芽細胞などに比較して細胞分裂速度は著しく早く、リボソーム代謝も亢進していることが予想される。Sox2/TBP ComplexはES細胞特異的な遺伝子転写に加えてrRNA転写を調節していれば合理的である。この仮説を証明するためにSox2およびTBPのノックダウン実験を行いrRNA転写の変化をRT-qPCR法に調べる。さらにrRNAのプロモーターを用い転写用のプラスミドを設計する。それを用いてクロマチン形成し、鋳型とした試験管内遺伝子転写によりSox2とSox2/TBP Complexの違いを調べる。RNA PolIIで観察されたSox2/TBP Complexの強い転写活性化能がRNA PolIにおいても同様か否かを明らかにする。この実験によりSox2/TBP ComplexがリプログラミングやES細胞の多能性維持において、未分化細胞に特異的な遺伝子転写のみではなくrRNA転写に重要であるか否かを調べることができる。
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[Journal Article] The MAP3K2-ERK5 pathway upregulates cyclin D1 expression through histone H2A (Thr120) phosphorylation by VRK1.2018
Author(s)
Kato, M., Yoneda, M., Takeshima, Y., Amatya, V.J., Higashi, M., Nakagawa, T., and Ito, T.
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Journal Title
Acta Medica Nagasakiensia
Volume: 62
Pages: 15-26
Peer Reviewed
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