2021 Fiscal Year Annual Research Report

細胞種特異的ヒストン修飾解析系を用いた脱分化をもたらすエピジェネテクスの解明

Research Project

Project/Area Number	19K06748
Research Institution	Tokyo University of Science
Principal Investigator	坂本卓也東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 講師 (40637691)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	エピジェネティクス / 遺伝子発現制御 / ヒストン修飾 / RNAポリメラーゼII / 再分化
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、植物個体で、マウス由来の修飾特異的細胞内抗体と蛍光プローブを用いた修飾バイオセンサーModification-specific intracellular antibody（mintbody）を利用したヒストン修飾などを検出する新規イメージング及び生化学的手法を確立し、植物組織の特定細胞が脱分化する際のヒストン修飾を介したエピジェネティック制御を捉えることを目的としている。ターゲットとした修飾としては、転写活性化の指標であるH3K9ac、H3K4me3及びRNAポリメラーゼIISer2（PolIISer2）、転写抑制化の指標であるH3K27me3とした。核におけるGFP/mRubyの蛍光強度比を測定することで、修飾レベルを定量可能とするため、単一プロモーター制御下でmintbody-GFP及びヒストンH2B-mRubyを発現する形質転換植物体を作成し、解析した。その結果、H3K4me3及びPolIISer2のmintbodyに関しては、ターゲットとする修飾の認識能を生化学的解析により、そして修飾状態変化への応答性を各修飾阻害剤を用いたライブイメージングにより確認できた。また、PolIISer2のmintbodyについては、GFP抗体を用いたクロマチン免疫沈降―シーケンスに成功し、mintbodyを用いたゲノムワイドにタンパク修飾状態を検出する新たな手法の開発に成功した。ライブイメージングでの有用性が示されたので、全細胞で発現するH3K4me3及びPolIISer2のmintbodyを用いて、根をカルス化させる過程（脱分化）での修飾状態変化の解析を試みたが、現時点では明確な変化を見出せていない。一方で、カルスからシュートを再生させる過程（再分化）では、シュート再生の起点となる新生した茎頂分裂組織とそれ以外の領域で大きく修飾状態が異なることを示すことができた。