2014 Fiscal Year Annual Research Report
炎症性刺激によるクロマチン構造の動的制御メカニズムの解析
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26250041
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
和田 洋一郎 東京大学, アイソトープ総合センター, 教授 (10322033)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神吉 康晴 東京大学, アイソトープ総合センター, 助教 (00534869)
藤井 穂高 大阪大学, 微生物病研究所, 准教授 (30302665)
興梠 貴英 自治医科大学, 医学部, 准教授 (40401046)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 炎症 / クロマチン / 質量分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
血管疾患特に動脈硬化は、虚血性心疾患や脳血管障害を引き起こす重大な病態であり、初期病変形成に関与する遺伝子の、持続的な発現メカニズムの解明が治療薬開発において重要である。申請者は内皮細胞が炎症性メディエーターであるTNF alpha (TNFα)で刺激されたときに核内で引き起こされる転写現象を詳細に観察し、複数の遺伝子を同時に転写する“転写ファクトリー”によるダイナミックなクロマチン構造変化を報告してきた。本研究ではその駆動メカニズムを解明するため、（１）網羅的かつ経時的なクロマチン相互作用解析によってRNAポリメレースIIを介した相互作用変動領域を同定する、（２）ここに結合する転写複合体を新規解析法であるiChIP・enChIPによって分離後、プロテオーム解析によって同定する、（３）複合体解析結果に基づいた介入実験によってクロマチン構造変化を制御するためのターゲットを決定する、ことを目的とする。これによって新しい概念に基づいた、心血管疾患に対する治療法の開発に寄与すること目指している。現在、転写の波を観察することができた100 kb以上の巨大遺伝子上で、クロマチン相互作用に加え、エンハンサーマークやPol IIの局在を示す領域において、iChIP・enChIPを実施するための分子生物学的実験を推進している。同時に、活性型Pol IIに対する新規抗体も樹立し、得られた結果の特異性を高める試みを行っている。
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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
活性型RNAポリメレースII（Pol II）抗体を用いた網羅的クロマチン相互作用解析（Chromatin Interaction Analysis using Paired-End Tag sequencing; ChIA-PET）の結果と、ヒストン修飾などのエピゲノム情報の結果は統合的に解析を行ったところ、無刺激状態では内皮細胞機能の発揮に必要な遺伝子を含む領域に於いてエンハンサー、プロモーター間での相互作用が強く生じているものの、炎症刺激によってこれらが解除され、サイトカインや接着因子遺伝子群を含むゲノム領域に於いて、クロマチン構造変化が刺激後極めて短時間で生じていることが明らかとなった。また、この解析を一層高精度に行うため一層高精度の活性型Pol II抗体を樹立した。またChIA-PETによって予測され、3C, 3D-FISHによって確認されたクロマチン相互作用点に結合乃至は近接していることが予測される転写複合体をiChIP・enChIP法によって同定するため、当該ゲノム上へのタグ挿入を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
活性型Pol II抗体を新規に作成したので、今後、ChIA-PET実験を追加することによって、クロマチン相互作用を一層高時間解像度で観察し、重要なゲノム上の領域を経時的に決定する。これによって、相互作用が現出するその時間帯に結合あるいは近接していることが予想される転写複合体をiChIP・enChIP法によって同定を試みる。既に、候補ゲノム領域におけるタグ挿入のパイロット実験を開始しており、引きつづき本実験を遂行する予定である。また、タグ抗体によって得られる蛋白複合体をもちいて、質量分析を実施し、ここにPol IIがふくまれること、さらにそれ以外に含まれる蛋白を同定する。これによって、従来想定されていた、転写ファクトリーの実体を明らかにすると共に、特定の刺激に対して複数の遺伝子を同時に転写することから、今後創薬ターゲットとしての意義を評価する予定である。
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[Journal Article] Direct Evidence for Pitavastatin Induced Chromatin Structure Change in the KLF4 Gene in Endothelial Cells.2015
Author(s)
Maejima T, Inoue T, Kanki Y, Kohro T, Li G, Ohta Y, Kimura H, Kobayashi K, Taguchi A, Tsutsumi S, （字数制限のため一部略）, Doi T, Tanabe T, Tanaka T, Minami T, Hamakubo T, Sakai J, Nozaki N, Aburatani H, Nangaku M, Ruan X, Tanabe H, Ruan T, Ihara S, Endo A, Kodama T, *Wada Y,
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Journal Title
PLoS One
Volume: 9
Pages: e96005
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Cross-enhancement of ANGPTL4 transcription by HIF1 alpha and PPAR beta/delta is the result of the conformational proximity of two response elements.2014
Author(s)
1.Inoue T, Kohro T, Tanaka T, Kanki Y, Li G, Poh HM, Mimura I, Kobayashi M, Taguchi A, Maejima T, Suehiro JI, Sugiyama A, Kaneki K, Aruga H, Dong S, Stevens JF, Yamamoto S, Tsutsumi S, Fujita T, Ruan X, Aburatani H, Nangaku M, Ruan Y, Kodama T, *Wada Y
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Journal Title
Genome Biol.
Volume: 15
Pages: r63
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
