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2022 Fiscal Year Research-status Report

In situエピジェネティクス:分化・発生のH3K27me3機能解析の新戦略

Research Project

Project/Area Number 20K06449
Research InstitutionJuntendo University

Principal Investigator

新井 大祐  順天堂大学, 医学部, 助教 (20624951)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywordsエピジェネティクス / エピゲノム編集 / ヒストン修飾 / 細胞分化
Outline of Annual Research Achievements

ヒストンH3の27番目のリジンのトリメチル化(H3K27me3)によるエピジェネティック制御は分化・発生に伴う遺伝子の使い分けの基盤として重要視されているが、従来の研究ではゲノム上の特定の領域のH3K27me3(in situ H3K27me3)が対応する遺伝子の制御に本当に関与しているのか、重要なのはH3K27me3ではなくPRC2の非触媒性機能ではないか、という問題が放置されていた。本研究では「ゲノム上の特定の領域のH3K27me3の機能解析(in situエピジェネティクス)」の手法を確立し、細胞分化に伴うNodal遺伝子のH3K27me3による制御機構の解明を目指している。
H3K27me3とPRC2自身のどちらが機能に必要なのかを調べるために、H3K27me3の機能とPRC2の非触媒性の機能を独立にON・OFF可能なES細胞(PRC2スイッチES細胞)の作出を進めている。PRC2は触媒サブユニットとしてEZH2とEZH1のどちらか一つを含む。当初計画では内在性のEZH2をAID法により分解除去する予定だったが、最近、分解効果と特異性の高いAID2法が発表されたため、こちらを採用することとした。OsTIR(F74G)の発現カセットと酵素活性を持たないEZH2変異体のTet-ON発現カセットをROSA26領域にノックイン導入したES細胞株を樹立した。
本研究において開発されたノックイン新手法(BiPoD法)は2領域への同時両アリルノックインが可能である。ES細胞の分化能を保つためには、細胞株樹立に要する時間は短いほど望ましい。そこでEzh1遺伝子全長の欠失とEzh2 C末端へのAIDタグの挿入を同時に行えるか、条件を検討した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究代表者の異動に伴う研究環境の再セットアップに時間を要し、当初の計画よりも遅れが生じた。一方、本課題において開発したBiPoD法により、PRC2スイッチES細胞の作出などを迅速に進めることができ、遅れの一部を取り戻すことができた。

Strategy for Future Research Activity

In situ H3K27me3調節ツールとモニター用細胞を用いて、H3K27me3のNodal遺伝子発現への効果を検証する。PRC2スイッチES細胞を完成させ、in situ H3K27me3調節ツールと組み合わせて分化時のH3K27me3の役割を解明する。

Causes of Carryover

研究代表者の異動に伴う研究環境の再セットアップに時間を要し、計画していた実験の一部を実施できなかったため、余剰額が生じた。余剰予算を用いて2022年度に予定していた研究を順次遂行していく。

  • Research Products

    (1 results)

All 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results)

  • [Journal Article] Coronarin D, a Metabolite from the Wild Turmeric, Curcuma aromatica, Promotes the Differentiation of Neural Stem Cells into Astrocytes2022

    • Author(s)
      Otsuka Satoshi、Kawamura Midori、Fujino Shutaro、Nakamura Fumiaki、Arai Daisuke、Fusetani Nobuhiro、Nakao Yoichi
    • Journal Title

      Journal of Agricultural and Food Chemistry

      Volume: 70 Pages: 3300~3309

    • DOI

      10.1021/acs.jafc.2c00020

    • Peer Reviewed / Open Access

URL: 

Published: 2023-12-25  

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