2018 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of roles of nuclear actin family in the maintenance of genome stability and operation of their functions using peptides
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18H02164
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
原田 昌彦 東北大学, 農学研究科, 教授 (70218642)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
太田 邦史 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (90211789)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 核内アクチン / アクチンファミリー / クロマチン / ヒストンバリアント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
進化的に保存されたヒストンバリアントH2A.Zは、クロマチンに導入あるいは排除されることで多くの遺伝子の転写制御に関わる。さらに，H2A.Z存在量の異常な増加は細胞がん化などを引き起こす。しかし，これまで、H2A.Z導入・排除のダイナミクスの制御機構は不明であったが、これまでの我々の研究により、細胞核内でのアクチンファミリーとヒストンファミリーの機能的な関連性が見出された。本研究では、アクチンファミリーがH2A.Zのゲノム上の存在部位をどのように決定し、またアクチンファミリーのリン酸化修飾によってH2A.Z導入・排除がどのように制御されるかを明らかにすることを目的とした。
まず、H2A.Zの導入に関与するSRCAP酵素と複合体を形成するArp6について、Arp6を破壊した脊椎動物細胞株を用い、抗H2A.Z抗体を用いたChIP法を行った。その結果、H2A.Zが減少するゲノム領域が観察された。また、Arp8を含むINO80複合体が、二つのH2A.Zアイソフォームのクロマチンからの排除に異なった役割を果たすことが示された。さらに、アクチンファミリーArp6, Arp8に特異的に結合する複数の二重環状ペプチド(bicyclic peptide)を細胞に導入し、H2A.Zの導入および排除の阻害と共に、がん細胞の増殖について観察を行った。現在までに、H2A.Z動態については明確な差が確認されていないが、がん細胞の増殖を抑制する効果が観察され、引き続き解析を行っている。また、アクチンファミリーのリン酸化を検出するための実験方法の検討を行っている。
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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
Arp6ノックアウト細胞株の解析により、ヒストンバリアントH2A.Zのクロマチンからの排除におけるINO80複合体の機能について、新規な知見が得られている。また、生細胞にbicyclic peptideを導入して解析する実験手法が確立できている。
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| Strategy for Future Research Activity |
H2A.Zの導入や排除の制御機構については、未だ不明な点が多く残されている。細胞核内でのアクチンファミリーとH2A.Zのクロストークが確認されていることに注目し、アクチンファミリーのノックアウト細胞、アクチンファミリーの翻訳後修飾との関連性、またアクチンファミリーに対するbicyclic peptidesの利用などにより、この機構を明らかにすることを目指す。
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