細胞分化に寄与する構成的ヘテロクロマチン関連因子の同定とその分子機構の解明

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K23724
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 西淵 剛平 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 助教 (50846508)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2021-03-31
• Keywords: ヘテロクロマチン

Outline of Annual Research Achievements

真核生物のゲノムDNAはヒストン八量体に巻き付いたクロマチン構造を形成しており、核内にコンパクトに収納されている。活性化した遺伝子領域ではクロマチン構造が緩むことが知られており、遺伝子発現と密接に関わっている。一方で、転写が行われない領域や繰り返し配列で構成されるゲノム領域はクロマチン構造がきつく、抑制的なクロマチン構造を形成している。このような抑制的なクロマチン構造をヘテロクロマチンと呼び、その構築に関わるエピジェネティックな分子機構について、数多くの研究が行われてきた。特に細胞の分化や発生を通して、安定的に保たれるヘテロクロマチン構造は構成的ヘテロクロマチンと呼ばれて おり、ヒストンH3の9番目のリジン残基のメチル化が主要な役割を果たしている。しかしながら、近年の研究によりその構成的ヘテロクロマチン領域も完全に均一なものではなく、その種類や細胞の分化レベルに応じて制御機構が異なることがわかっている。
本研究では、そのような分化時におけるヘテロクロマチン構造の変化や部位特異的なヘテロクロマチン構造の形成機構について、分子レベルで明らかにするための実験系の構築を行った。具体的には、ヘテロクロマチンの形成状態を評価できるレポーターシステムの構築を行い、任意のヘテロクロマチン構成因子を呼び込むことで転写が抑制されるアッセイ系の確立に成功した。また、dCas9-APEX法を用いた部位特異的なプロテオミクスを行うための細胞株を樹立し条件検討を行った。今後は分化前後における部位特異的なヘテロクロマチン構成因子の同定を行い各因子の機能の違いをレポーターアッセイ系を用いて評価したい。