2017 Fiscal Year Research-status Report
新規ヒストンO-Glc NAc修飾による栄養状態依存的Nodal遺伝子制御機構
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17K15391
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
新井 大祐 早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員(研究院講師) (20624951)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | エピジェネティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H2AS40-Gcはグルコース反応性のヒストン修飾であり、遺伝子発現やゲノム修復などへの関与が示されつつある。研究代表者は先行研究において、マウスES細胞においてNodal遺伝子のエピジェネティック制御領域（ERE）がH2AS40-Gcを受けており、培地中のグルコース濃度により修飾レベルが変化することを見出している。本年度はグルコース・H2AS40-GcがEREを介してNodal遺伝子発現におよぼす影響に関して研究を進めた。（1）培地中のグルコース濃度がNodal遺伝子発現に与える影響を調べるため、マウスES細胞を25 mM（high glucose）と5.5 mM（low glucose）で培養し、RT-qPCR解析を行ったが、有意な変化は認められなかった。（2）ゲノム標的特異的H2AS40-Gc調節による機能解析のための準備を進めた。pPlatTET-gRNA2（Morita et al., Nat Biotechnol. 2016）をベースとして、O-GlcNAc転移酵素OGTにscFvタグを融合し、dCas9-SunTagと共発現することで、ゲノム上の任意の領域にOGTをリクルートできるベクターを構築した。（3）CRISPR/Cas9 法によりEREを様々な長さで欠失させたマウスES細胞を樹立した。これについてNodal遺伝子の発現状況を比較した結果、特定のOct4結合モチーフがNodal発現誘導に必須であることが明らかになった。
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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
初年度に予定していたES細胞以外の解析が完了しておらず、早急に進めていく必要がある。一方、ERE領域欠失細胞の作出と転写因子モチーフの同定は予定よりも早く達成された。欠失細胞はメカニズム解析のツールとしても有用であり、二年目以降の研究を加速させうる。ゲノム標的特異的H2AS40-Gc調節の試みは順調に進んでおり、実証実験に移行する。
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| Strategy for Future Research Activity |
Nodal遺伝子のH2AS40-Gc修飾標的領域をマウス分化細胞やヒト正常細胞・がん細胞で解析し、プロファイリングを完了する。ERE領域欠失細胞について、H2AS40-GcやH3K27me3状態の変化、両者の相互関係、細胞分化の影響を解析する。ゲノム標的特異的H2AS40-Gc調節の実証実験として、初年度に構築したベクターを培養細胞に一過的に発現させ、Ogtの標的への局在とH2AS40-Gcの変化を確認する。
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| Causes of Carryover |
おおよそ計画通りに支出したが、若干の誤差が生じた。少額であり、次年度の消耗品に充てる。
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