2021 Fiscal Year Research-status Report
Molecular mechanism of the p53-mediated intra-nuclear dynamics of H3K27me3
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20K07305
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
及川 司 北海道大学, 医学研究院, 講師 (20457055)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | p53 / ヒストンH3 / EZH2 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、DNA複製期のヒストンH3と相互作用するタンパク質群(インタラクトーム)において、癌抑制遺伝子産物p53が、抑制性ヒストン修飾H3K27me3化を担う分子EZH2を排除する、という申請者らの新しい知見に焦点を当て、その分子的基盤とともに、細胞の上皮性維持への寄与を明らかにすることを目的としている。
本年度は、p53が存在する時にH3のインタラクトームに含まれる量が大きく増加する分子、CTDNEP1及び、その脱リン酸化基質分子の一つでありフォスファチジン酸(PA)からジアシルグリセロール(DAG)への変換を担うLipinの機能解析を行った。その結果、(1)CTDNEP1は核膜及び小胞体様の細胞内構造に局在すること、(2)CTDNEP1の発現はp53の存在によりタンパクレベルで安定化されること、(3)CTDNEP1の発現抑制は、p53の発現抑制と同様にH3K27me3の核膜近傍領域への異所性蓄積を引き起こすこと、(4)核内に存在するLipinタンパク量はp53やCTDNEP1に依存すること、(5)p53やCTDNEP1は核内PA量の調節に関与することを細胞核脂質の質量分析から明らかにした。これらのことから、p53が存在することでCTDNEP1が核膜において安定化し、Lipinは脱リン酸化されて活性化し、核膜の脂質組成がPAからDAGに富んだ状態になることが示唆された。ヒストンH3はDAGよりもPAに強く結合することを考え合わせると、上記のp53-CTDNEP1-Lipinによる核内PA量の低下が行われない状況では、DNA複製に伴い細胞質から核内へ一斉に輸送されるヒストンH3.1が核膜付近に蓄積し、これが異所性H3K27me3の原因となり得るのではないかと考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
p53の存在により変化するヒストンH3のインタラクトームにおいて、p53存在時にその含有量が増加する分子、CTDNEP1の機能について知見が深まった。一方、なぜp53存在時にCTDNEP1のタンパク存在量が増えるのか、p53が存在しない時になぜEZH2がH3インタラクトームに多く含まれるのか、等、p53が制御するH3の動態に関して、解明されるべき詳しい分子機構はまだ残されている。
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| Strategy for Future Research Activity |
p53によるH3の動態制御に関して分子機構の解析を続けるとともに、遺伝子発現への影響についても解析を進める。とくに、p53が存在しない時に核膜近傍領域に蓄積するH3K27me3がゲノムのどのような領域に取込まれるのか、あるいは取込まれないのか、等を解析する。
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| Causes of Carryover |
現在研究成果をまとめた論文を投稿中であり、査読後の追加実験や掲載料が必要になるのが2022年度になることが見込まれたため、計画の一部を次年度に持ち越す形とした。
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Research Products
(4 results)
