2021 Fiscal Year Research-status Report

ヒストン修飾酵素の翻訳調節を介したポリアミンによる遺伝子発現制御機構の解明

Research Project

Project/Area Number	21K15258
Research Institution	Chiba Institute of Science
Principal Investigator	坂本明彦千葉科学大学, 薬学部, 助教 (10737290)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	ヒストン修飾 / ヒストン脱メチル化酵素 / ポリアミン / 翻訳 / 遺伝子発現
Outline of Annual Research Achievements	ヒストン修飾異常は、がんや生活習慣病などの疾病との関連が報告されており、ヒストン修飾酵素の異常に起因する。しかし、ヒストン修飾酵素を制御する明確な因子は見つかっておらず、根本的な解明には至っていない。研究代表者は、ヒストンアセチル化に着目し、細胞増殖促進因子ポリアミンがヒストンアセチル化酵素を翻訳レベルで制御することを明らかにし、ポリアミンをヒストン修飾酵素の制御因子として提唱した。そこで本研究では、ヒストン修飾において重要なヒストンメチル化におけるポリアミンの効果を検討した。ポリアミン減少細胞を調製し、ポリアミンによるヒストンメチル化レベルを比較した結果、ポリアミン減少によりヒストンメチル化の増加、ヒストン脱メチル化酵素JARID1C、JMJD2A及びUTXの発現の有意な減少を見出した。JARID1C、JMJD2A及びUTXのmRNA量をポリアミンの有無でリアルタイムPCRにより比較したところ、差は認められなかった。また、9種のヒストンメチル化酵素の発現量をポリアミンの有無で比較したが、有意な差は認められなかった。これらの結果から、ポリアミンがヒストン脱メチル化酵素の発現を翻訳レベルで制御することが示唆された。ポリアミンによるヒストン脱メチル化酵素翻訳制御機構を解明するため、各mRNAの一部をEGFP遺伝子に繋げたプラスミドを作製した。また、部位特異的変異導入法により変異させたプラスミドを作製し、EGFPの発現量から各mRNAにおけるポリアミン作用部位を同定した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason ヒストン脱メチル化酵素翻訳制御機構解析において、各mRNAのポリアミン作用部位を同定することができたため。
Strategy for Future Research Activity	同定したポリアミン作用部位の構造から、より詳細なポリアミンによる翻訳制御機構を解析する。