DNA脱メチル化酵素による抗体遺伝子再編成制御メカニズムの解析

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K06598
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 瀬尾 秀宗 東京大学, 大学院総合文化研究科, 特任研究員 (00561531)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: DNAメチル化 / クロマチン構造 / 相同組換え / TETファミリータンパク質 / 抗体遺伝子

Outline of Annual Research Achievements

昨年度研究においては、TET3KO株の抗体遺伝子座の配列解析を実施し、TET3のノックアウトは偽遺伝子の選択の過程にも関与している可能性を示唆する結果を得た。また、TET3ノックアウト株では偽遺伝子領域において顕著にDNAメチル化レベルが上昇していることを明らかにし、DT40細胞の抗体遺伝子多様化にはTET3が中心的に関与し、偽遺伝子領域のメチル化・脱メチル化を介して制御している可能性が示唆されていた。こうした結果を踏まえ、TETファミリーの抗体遺伝子多様化機構における機能をさらに明らかにする目的で、今年度においてはTET1・TET2二重欠損株の解析を行った。その結果、TET1・TET2二重欠損株ではTET3遺伝子の発現量が低下していることが明らかになった。次に、TET1・TET3二重欠損株の解析も行い、TET1・TET3二重欠損株においてはTET2遺伝子の発現量が低下していることが分かった。すなわちいずれの二重欠損株においても、残ったTET遺伝子の発現量が低下していた。こうした結果は、TETタンパク質同士がお互いに直接的あるいは間接的に転写制御を行っている可能性を示唆している。他に、これらの二重欠損株においては抗体遺伝子関連因子やクロマチン関連因子の発現量を解析したところ、一部の因子で顕著な発現低下が起きていることが明らかになった。これまでに得られた結果は、TETファミリータンパク質が偽遺伝子領域のDNAメチル化を制御のみならず、トランス因子（さらにはTETファミリー自身も）の転写に関与することで、抗体遺伝子の多様化の制御を行っていることを示唆するものと言える。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初予定通りTETファミリータンパク質の二重欠損株（TET1・TET2およびTET1・TET3）の解析を実施し、ノックアウトしたTET以外の、残存するTET遺伝子の発現量が有意に低下することを示す結果が得られている。また抗体遺伝子関連因子やクロマチン関連因子の転写量も測定し、一部の因子の発現量の低下を明らかにするなど、重要な知見が得られている。

Strategy for Future Research Activity

TET二重欠損株（TET1・TET2およびTET1・TET3）についてさらなる解析を行う。具体的には、前年度解析したもの以外の関連因子の転写量を解析し、TETの二重欠損がこれらの遺伝子の転写にどのように影響しているかを明らかにする。加えてこれらの二重変異株でのDNAメチル化状況、特に抗体遺伝子座におけるDNAメチルの状態を明らかにすることで、抗体遺伝子多様化におけるTETファミリータンパク質の果たす役割を解析する。

Causes of Carryover

想定よりスムーズに実験が完了したことで消耗品の消費が抑えられたこと、さらに試薬やキット類の見直しを行うことでコスト低減につとめるなど、より効率の良い予算管理を実施したため

Research Products

• [Presentation] 「試験管内ヒト抗体作製技術「ヒトADLibシステム」の開発」 (2021)
  • Author(s): 増田瞳, 浅越健二郎, 橋本修一, 澤田篤志, 高岩亜希, 小山智加, 玉井加奈子, 黒澤恒平, 林克儀, 太田邦史, 瀬尾秀宗
  • Organizer: 第44回日本分子生物学会年会