2020 Fiscal Year Annual Research Report
Comprehensive understanding of H3K9me-mediated transcriptional silencing
| Project/Area Number |
18H03991
|
|---|
| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
|---|
Principal Investigator |
眞貝 洋一 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (20211972)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | epigenetics |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
ヒストンH3の９番目（H3K9）のメチル化は、転写抑制のエピゲノムとして種を超えて保存されている。本研究課題では、このH3K9メチル化マークにより如何に転写抑制状態が確立するのか、その共通あるいは特有の原理を明らかにすることを目標としている。そのために、以下の３つのサブテーマ（ST）を計画した。ST1：「出芽酵母でのH3K9メチル化による転写抑制系の確立とH3K9メチル化読み取り分子の転写抑制における役割の検討」、ST２：「Dnmt1,3a,3b TKO ES細胞を用いて、G9a/GLP複合体によって誘導されている転写抑制に寄与する遺伝子の網羅的なスクリーニングと同定された遺伝子の機能解析」、ST３：「メスのEpiSCを用いてのXCIの確立・維持に寄与する遺伝子の網羅的なスクリーニングと同定された遺伝子の機能解析」。2020年度は、それぞれのSTに関して以下の研究の進展があった。
ST1：哺乳類のH3K9メチル化酵素、その制御因子、H3K9メチル化読み取り分子HP1を出芽酵母で発現させるベクターを構築し、一過的な発現、発現による細胞毒性がないことを確認した。まず、H3K9メチル化酵素を恒常的に発現させる株を樹立し、G9a、GLP、SUV39H1、SETDB1を発現させるとH3K9me2,3を誘導できることを確認した。
ST２：G9aにより転写が抑制されている遺伝子領域にGFPを導入したマウスES細胞を用いて、GFPの脱抑制を指標に、G9aによる転写抑制に寄与する因子の網羅的CRISPR-Cas9 KOスクリーニングを行い、既知および新規候補因子を同定した。現在、それらの因子の機能解析を進めている。ST３：メスのEpiSC株を用いたCRISPR-Cas9 KOスクリーニング系を確立し、網羅的検討を進めたが、今回は新規因子の同定にまでは至らなかったので、検出系の再検討を進めている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
進めている３つのサブテーマ、何れに関しても研究の進展があり、当初予定していた研究をおおむね遂行できる状況にある。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今年度は、それぞれのサブテーマ（ST）に関して以下の研究を進める
ST1：出芽酵母で転写抑制の評価系を確立した。さらに、H3K9メチル化誘導が確認できつつあるので、globalおよび特定部位へのH3K9メチル化の誘導とH3K9メチル化誘導における転写への影響を解析する
ST２：網羅的Cas9/gRNAノックアウトスクリーニングにより、G9a/GLP複合体による転写抑制で働くことが知られている遺伝子並びに多くの新規遺伝子を同定した。そこで、同定された新規因子の機能解析を進める、特にH3K9メチル化の下流で機能する因子の機能解析を進める
ST３：XCIの確立・維持に寄与する遺伝子の網羅的Cas9/gRNAノックアウトスクリーニングを開始し、新規の候補遺伝子が同定されたら、その遺伝子の機能解析を始める
|
