2014 Fiscal Year Research-status Report
ポリコーム群リクルートメント後の遺伝子発現制御機構の解明
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26460379
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
磯野 協一 独立行政法人理化学研究所, 統合生命医科学研究センター, 上級研究員 (90323435)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 遺伝子抑制 / エピジェネティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ポリコーム群と呼ばれるクロマチン作用因子による遺伝子抑制機能は幹細胞の多能性および自己複製能に活用されている。ポリコーム群は、一次構造的には異なるが機能的には類似な遺伝子産物の総称であり（Ezh2、Ring1b、Phc2、Cbx2など20種程度）、それらが複合体を形成して標的遺伝子座上に局在し、次いで、クロマチン状態を変えることで転写を抑制する。しかしながら、それら分子メカニズムはほとんど理解されていない。
最近、我々が作製したCbx2がもつAT-hookモチーフの点変異マウスではポリコーム群標的遺伝子の脱抑制がおこりポリコーム群機能の破綻を提示していたにも関わらず、それら遺伝子座への局在は正常であった。これはCbx2 AT-hookが局在後に必要な機能単位であることを示唆した。本研究では、AT-hook点変異マウスの解析を通してポリコーム群の遺伝子座局在後の分子機構を理解しようとしている。
本年度はAT-hook変異胚を使った細胞イメージングおよび生化学的解析によって標的遺伝子領域のクロマチン状態を調査した。調査したクロマチン状態は、クロマチン凝集度、ポリコーム群重合機能、そしてヒストン修飾活性（H3K27メチル化およびH2Aユビキチン化）である。その結果として、野性型と異なっていたのはH2Aユビキチン化状態で、変異型では低下していた。したがって、H2Aユビキチン化活性への貢献がAT-hookの役割の1つであることが示唆された。H2Aユビキチン化はRing1bによって触媒されるが、AT-hook変異型でのRing1bの局在は正常レベルである。今後は、なぜH2Aユビキチン化レベルが低下しているのか、その低下で遺伝子抑制機能を説明できるかを検証するとともに、新規機能の可能性も引き続き調査する。
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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
現在までの一般的な理解として、ポリコーム群局在後に重要な機能としては、ポリコーム群重合、クロマチン凝集、そしてヒストン修飾が考えられていた。Cbx2 AT-hook点変異マウスを使ってその3点を調査し、AT-hookの役割の１つとして、ヒストン修飾を絞り込めたことは大きな進捗である。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究成果からCbx2 AT-hookはRNA結合活性を有することが示されている。転写抑制機能のキーはこのRNA結合活性だと考えている。まずRNA結合状態のCbx2がRing1bのH2Aユビキチン化活性を促進させるかどうかを検証したい。平行して、生体内で優先的にAT-hookと結合しているRNAを同定したい。
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