2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study for stable recruitment of Polycomb-repressive complex-1 on its target loci
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26460379
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
磯野 協一 国立研究開発法人理化学研究所, 統合生命医科学研究センター, 客員研究員 (90323435)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 遺伝子抑制 / ヒストン修飾 / エピジェネティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ポリコーム群PRC1複合体はほとんどの分化制御遺伝子の発現を抑制状態に固定することで、発生・分化や幹細胞の多様性に貢献している。PRC1成分の１つCbx2はヒストンH3K27me3を認識する機能を持つことから、Cbx2の機能はPRC1のリクルートメントとされているが、本質的はまだ十分に理解されていない。さらにCbx2はDNA結合配列として知られているAT-hookモチーフを持つが、その機能は不明である。本研究では、Cbx2 AT-hookの役割を解析することで、ポリコーム群による遺伝子抑制機構に迫った。
AT-hookの生物学的意義を理解するために、AT-hook構造を破壊する点変異をもつマウスを作製した。重要なことに、その点変異マウスはポリコーム群遺伝子欠損の象徴であるホメオティック変異という表現型を示した。この結果は、AT-hookによる遺伝子抑制を強く示唆した。この現象に分子的解釈を付与するために様々な機能解析をおこなった。その結果として、Cbx2 AT-hookにはヒストンH2AK119ユビキチン化酵素Ring1bを標的遺伝子座上に留めておく働きがあることが示唆された。これはCbx2とRing1bとの直接的結合が弱まったせいではないという結果も得た。したがって、標的遺伝子座上、おそらくH3K27me3上のCbx２はRing1bと直接的および間接的に結合していると考えられる。in vitro解析はAT-hookの強いが非特異的なRNA結合活性を示したことから、標的遺伝子座上限定的なRNA触媒を考えているが、まだその証明に至っていない。
Cbx2-Ring1b相互作用の2様式化は、新しい概念であり、これは幹細胞機能の状況依存的なfine tuningに極めて重要であると信じている。そしてその成果は幹細胞研究の発展に貢献するものである。
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