2020 Fiscal Year Research-status Report
分化制御を担う転写プロセスにおけるヒストン脱メチル化酵素の役割
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19K06492
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
秋山 智彦 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (20570691)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 多能性幹細胞 / 分化制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ES細胞の分化制御においてJMJD3とUTXという同じ基質をターゲットにする2つの酵素が別々の役割を持ち、その相互作用によって遺伝子発現が調節されるという独自のアイディアを提唱し、分子レベルで検証する。本年度は、JMJD3およびUTXの局在解析を行い、JMJD3が分化制御遺伝子のgene body領域に堆積し、UTXがその発現を制御するエンハンサー領域に局在することを明らかにした。未分化なES細胞では、JMJD3の局在は検出されず、UTXのみがNANOGなど活性化遺伝子のエンハンサー領域に局在することがわかった。一方で分化細胞では、JMJD3は分化に関連する遺伝子のGene body領域に局在し、UTXはそれを制御するエンハンサー領域に局在していることがわかった。このことは同じH3K27の脱メチル化酵素であるJMJD3とUTXが遺伝子発現制御において異なる機能を果たしている可能性を示している。さらに細胞の分化状態によって転写制御に必要な脱メチル化酵素が異なることも示唆された。同一の基質をターゲットにするJMJD3とUTXの役割を明らかにするために、CRISPR-Cas9システムを用いたゲノム編集を行い、それぞれをノックアウトしたヒトES細胞株を樹立した。RNA-seq法によるトランスクリプトーム解析によりJMJD3およびUTXが制御する遺伝子群を同定することに成功した。
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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
当初計画していたJMJD3とUTXの欠損ES細胞株の樹立が完了し、トランスクリプトーム解析により未分化および分化細胞における遺伝子発現への影響を調べることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
ゲノム上におけるJMJD3とUTXの局在パターンの違いを生み出すためには、それぞれと複合体をなす蛋白質に特異的なものが存在すると考えられる。そこでJMJD3とUTXに結合する蛋白質の種類を比較し、特異的に会合する因子を探索する。ES細胞および分化細胞から蛋白質を抽出し、特異的抗体を用いてJMJD3およびUTX複合体を精製する。各複合体の構成蛋白質を質量分析法により明らかとし、それぞれに特異的に会合する因子を同定する。
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[Journal Article] Fatty Acid Synthesis Is Indispensable for Survival of Human Pluripotent Stem Cells2020
Author(s)
Tanosaki S, Tohyama S, Fujita J, Someya S, Hishiki T, Matsuura T, Nakanishi H, Ohto-Nakanishi T, Akiyama T, Morita Y, Kishino Y, Okada M, Tani H, Soma Y, Nakajima K, Kanazawa H, Sugimoto M, Ko MSH, Suematsu M, Fukuda K.
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Journal Title
iScience
Volume: 23
Pages: 101535～101535
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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