2020 Fiscal Year Annual Research Report
ヒストンバリアントH2A.Z非ゲノム情報の複製における分子機構と制御クロストーク
Publicly Offered Research
| Project Area | Mechanisms underlying replication of non-genomic codes that mediate plasticity and robustness for cellular inheritance |
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| Project/Area Number |
20H05378
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
原田 昌彦 東北大学, 農学研究科, 教授 (70218642)
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| Project Period (FY) |
2020-11-19 – 2022-03-31
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| Keywords | ヒストンバリアント / 細胞核 / ヒストン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
遺伝子機能の制御に重要なメカニズムの一つとして、ヒストンバリアントの存在が挙げられる。H2AヒストンのバリアントであるH2A.Zは、ゲノムの特定領域に導入されることで遺伝子の発現制御を行い、発生・分化・細胞がん化などの高次生命機能の発現にも重要な役割を果たすことが知られている。しかし、ヒストンバリアントH2A.Zがクロマチン上の特定領域に導入される分子メカニズムや、複製後もこのH2A.Zの非ゲノム情報が維持される機構は不明なままである。本研究では、これらの問題に取り組んだ。実験材料として、H2A.Z遺伝子破壊酵母株やテトラサイクリン誘導的にヒストンバリアントH2A.Z発現をシャットダウンできる脊椎動物培養細胞(DT40細胞）などを用いた。H2A.Zの一時的なシャットダウン後に、H2A.Zの発現を回復させて培養を続け、プロモーター領域とgene body領域へのH2A.Zの導入を、クロマチン免疫沈降法と次世代シークエンサーを用いたChIP-seq法で解析したところ、H2A.Z発現のシャットダウンによってH2A.Z導入部位に変化が現れることが観察された。さらに、このH2A.Z導入部位の変化によって遺伝子発現の変化やヒストン化学修飾の変化も生じていた。これらの結果は、H2A.Z導入部位の決定において既存のH2A.Zやヒストン化学修飾が関与していることを示している。さらに、H2A.Zの一過的ノックダウンにより、メチル化ヒストンに結合するPWWP2Aのクロマチン結合についても変化が観察された。
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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
H2A.Zの一時的なシャットダウン後に、H2A.Zの発現を回復させて培養を続け、プロモーター領域とgene body領域へのH2A.Zの導入を、クロマチン免疫沈降法と次世代シークエンサーを用いたChIP-seq法で解析したところ、H2A.Z発現のシャットダウンによってH2A.Z導入部位に変化が現れることや、遺伝子発現の変化やヒストン化学修飾の変化も生じていることが示された。この実験結果は、H2A.Z導入部位の決定において既存のH2A.Zやヒストン化学修飾が関与していること示すものであり、本研究は現在まで順調に進展していると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
H2A.Zの機能の解析に、H2A.Zのシャットダウンが可能な線虫を用いる。これにより、H2A.Zのゲノム機能、細胞機能における役割だけでなく、発生・分化などの高次生命機能への関与の解析も可能となる。
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[Journal Article] In Vitro-Evolved Peptides Bind Monomeric Actin and Mimic Actin-Binding Protein Thymosin-beta42021
Author(s)
Gubeli RJ, Bertoldo D, Shimada K, Gerhold CB, Hurst V, Takahashi Y, Harada K, Mothukuri GK, Wilbs J, Harata M, Gasser SM, Heinis C.
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Journal Title
ACS Chem Biol
Volume: 16
Pages: 820-828.
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] SMARCA4 deficiency-associated heterochromatin induces intrinsic DNA replication stress and susceptibility to ATR inhibition in lung adenocarcinoma2020
Author(s)
Kurashima K, Kashiwagi H, Shimomura I, Suzuki A, Takeshita F, Mazevet M, Harata M, Yamashita T, Yamamoto Y, Kohno T, Shiotani B.
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Journal Title
NAR Cancer
Volume: 2
Pages: zcaa005
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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