2021 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of total regulatory mechanism of gene expression mediated by transcription speed control
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19H00973
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
村上 洋太 北海道大学, 理学研究院, 教授 (20260622)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梶谷 卓也 福井大学, その他部局等, 日本学術振興会特別研究員 (20883078)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 転写速度 / RNAポリメラーゼⅡ / CTDリン酸化 / 転写終結 / 転写一時停止 / ヘテロクロマチン / 分裂酵母 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、近年その重要性に注目が集まっている転写速度変化を介した遺伝子発現制御の分子機構の解明を目的とする。我々が先行研究で見出した転写速度制御候補因子であるRNA polymerase II C末端領域(CTD)リン酸化について以下の知見を得た。
１）転写一時停止制御：CTD-Ser7リン酸化は、転写開始点近傍の転写一時停止部位に顕著に集積する事を見出した。さらに、CTD-Ser7リン酸化は、転写一時停止部位に各種ヒストンシャペロンを集積させる働きがあることを示し、これらのヒストンシャペロンは、転写一時停止の立体障害となる+1ヌクレオソーム交換反応を介して転写一時停止の安定化と解除のバランスを制御するというモデルを提唱するに至った。
２）転写終結制御：CTD-Ser7リン酸化は転写早期終結を抑制する機能があることを見出した。CTD相互作用因子の解析から、CTD-Ser7リン酸化は転写終結因子Pcf11とSeb1を遺伝子内部、特に転写終結領域に集積させることを見出した。また、CTD-Ser7リン酸化とPcf11を同時に機能阻害すると、ヘテロクロマチン特異的ヒストン修飾H3K9メチル化が亢進することから、転写速度制御はエピゲノム制御に重要であることを示した。
３）ストレス応答：CTD-Ser7疑似リン酸化変異株（S7E）が示す高温感受性を抑圧する因子を遺伝学的に探索したところ、ヒストンアセチル化複合体SAGAのDUBモジュール因子を同定した。我々を含む複数の先行研究から、ヘテロクロマチン形成因子の標的として、熱ストレス応答遺伝子が同定されていること、他の生物種では、熱ストレス応答遺伝子は転写一時停止の優れたモデル遺伝子座であることが知られている。以上から、転写速度制御が、エピゲノム変化を介してストレス応答を制御するというモデルを提唱するに至った。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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