核内転写因子集積点形成の１粒子ダイナミクスと機能解析

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K22404
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 佐甲 靖志 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 (20215700)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2022-03-31
• Keywords: 転写調節

Outline of Annual Research Achievements

細胞は機能を発揮する遺伝子の組み合わせを変化させて様々に変化する。遺伝子発現を制御しているのは複雑な分子複合体であるが、中でもスーパーエンハンサー(SE)は、染色体上に遺伝子転写因子・転写制御因子が高密度に集積した構造であり、集団的な遺伝子発現制御を行うことによって、細胞運命決定等において主要な役割を果たす領域であるとして提唱されているが、その実体は明らかでなく機能についても依然として多くの議論がある。SE研究のほとんどは細胞を破壊して取り出した遺伝子解析手法による。本研究では生きた細胞内でSEの実体を直視し、同一細胞での遺伝子発現と直接関連づけることを目標とし、免疫B細胞の分化に関わる遺伝子発現調節において、NF-kBが核内に作る集積点形成と遺伝子発現との関わりを明らかにする。
NF-kBの核内集積点が、ヒストンのアセチル化を認識し転写コファクターと考えられているBRD4蛋白質と共局在し、ヘキサンジオールによって可逆的に解消することから、液－液相分離構造的性格を持つ転写開始点である可能性を明らかにし、さらにRNA-seqおよびRNA-FISHを用いて、Nf-kB集積点形成と遺伝子発現の関係を詳細に解析した。NF-kB下流には共同性や発現ゆらぎの大きい遺伝子転写が見られ、中でもCD83遺伝子の転写はNF-kB集積と相関して変動し、遺伝子解析の結果からもSE形成によって制御されていることを示唆する結果が得られた。これらの結果をとりまとめて論文発表を行った。

Research Products

• [Journal Article] Enhanced transcriptional heteroheneity mediated by NF-kappaB super-enhancers (2022)
  • Author(s): Wibisana, J N., Inaba, T., Shinohara, H., Yumoto, N., Hayashi, T., Umeda, M., Ebisawa, M., Nikaido, I., Sako, Y., Okada, M.
  • Journal Title: PLoS Genetics Volume: - Pages: -
  • Peer Reviewed / Open Access