ヒストンＨ３リジン７９（Ｈ３Ｋ７９）メチル化特異的ＦＲＥＴプローブの開発

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24659179
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 牧野 吉倫 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 特任助教 (60431334)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: エピジェネティクス / Dot1L / メチル化 / 可視化

Outline of Annual Research Achievements

最終年度は、ヒストンH3のリジン79 (H3K79)のメチル化に特異的に結合するタンパク質の同定とその確認を行った。研究期間を通しては、H3K79メチル化を生細胞内で可視化することを目的としてFRET (Forester/Fluorescence resonance energy transfer)現象を利用したプローブ作製を行った。
エピジェネティクスは、遺伝子配列に依存しない遺伝子発現調節機構であり、基本的な細胞の生命活動を始め、発生、癌化などにも重要である。中でもヒストンのメチル化はよく知られたエピジェネティック修飾であり、細胞の多様かつ複雑な遺伝子発現調節に必須である。ヒストンメチル化の一つであるH3K79のメチル化は、ヒストンメチル化酵素Dot1Lによって特異的に触媒されることや、転写の活性化と相関すること、心・血管系の発生、ES細胞の分化、血赤芽球系の分化に必須であることが知られている。しかしながら個々の細胞について生細胞内でH3K79メチル化修飾を検出する技術は確立されていない。
本研究において当初は、53BP1タンパク質とH3K79メチル化との結合をFRET現象を利用して可視化を試みたが、有意な結果が得られなかった。そこで改めてH3K79メチル化に結合するタンパク質を探索したところ、いくつかの候補を同定できた。現在、それらのタンパク質が真にH3K79メチル化の結合因子であるか、H3K79メチル化と結合することによってどのような機能を発揮しているのかを明らかにしようとしている。
結合因子の同定によってFRETプローブの作製が可能になるだけでなく、H3K79メチル化との結合を介した制御機構を明らかにすることによって、H3K79メチル化の生理的意義の解明につながることが予想される。