Xist RNA dynamics in living cells

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K06484
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43010:Molecular biology-related
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Sato Yuko 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (70435882)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: クロマチン / エピジェネティクス / ライブイメージング / 長鎖ノンコーディングRNA / X染色体不活性化

Outline of Final Research Achievements

Mouse MC12 cells that harbor inactive X chromosomes were probed against Xist RNA to observe the live cell dynamics. Changes in the levels of H3K27me3, which is highly enriched in the inactive X chromosome were also detected throughout the cell cycle, by using H3K27me3-specific live-imaging probe. Combined with visualization of X chromosome regions using the gRNA-dCas9 system, we further showed that transcription has more influence on the dynamics of chromatin regions than epigenetic modifications. This result was supported by a comparative analysis of euchromatin and heterochromatin domain dynamics.

Free Research Field

細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細胞核内のXist RNA、不活性X染色体、および抑制性ヒストン修飾の局在や変化は、これまで主に固定細胞を用いて検出されてきており、生細胞内動態を調べた報告はまだない。変化のタイミングに注目する場合、同一細胞内での経時的変化の観察が不可欠であり、ライブイメージング技術が求められていた。また、細胞を固定する過程で細胞核やクロマチン構造が変化する可能性は否定できない。本研究で開発した生細胞プローブを用いることで、高解像度の時間・空間分解能の解析が可能となり、クロマチン研究にとどまらず細胞生物学に広く貢献することが期待できる。