Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
セントロメアは、分裂期において染色体分配に必要な様々なタンパク質をその局所に呼び込み、生化学的な反応を担う様々な微小環境を作り出す。しかし、それらがどのような制御を受けて形成されるのかについては不明な点が多い。これまでに分裂期のセントロメアにRNAポリメラーゼIIが局在し、その転写活性が染色体分配に重要な役割を果たしていることが観察されている。そこで本課題では、セントロメア微小環境の形成メカニズムの理解を目指し、セントロメアへのタンパク質の集合動態について、セントロメアから転写されるRNAの役割とその制御を明らかにする。
これまでに、クロマチン分子として知られるHP1は、分裂期のセントロメアにおいて、正確な染色体分配に必須なAurora Bキナーゼを含む染色体パッセンジャー複合体 (CPC)に結合し、その機能を制御することを明らかにしてきた。さらなる解析から、HP1が転写依存的に分裂期のセントロメアに局在することを見出した。これらを踏まえて令和5年度は、HP1のセントロメア局在に寄与するRNAについて検討した。1) APEX2 (the engineered ascorbate peroxidase 2)タグをHP1に付加し細胞内で発現させることで、HP1と近接するRNA分子を、ビオチン標識・ 精製し、RNAシーケンス解析により同定することを試みた。その結果、HP1と結合するRNAの候補として、セントロメア特異的なリピート配列から転写されたRNAが同定された。2) 1)で同定されたセントロメアRNAについて、その生化学的な性質を明らかにするために、ヒト培養細胞をクロマチン画分と細胞質画分とに分画し、各画分におけるセントロメアRNAの存在量をqPCRにより解析した。その結果、セントロメアRNAは、クロマチン結合性の長鎖非コードRNAであるXISTやNEATと同様に強いクロマチン結合性を示した。さらにCPCの構成タンパク質であるINCENPを、AID2システムを用いて急速に分解すると、クロマチン画分のセントロメアRNAの量が有意に減少した。これまでの結果と合わせて考えると、セントロメアRNAは、相互依存的にHP1やCPCのセントロメア局在を促進することで、分裂期のセントロメアにAurora Bのキナーゼ活性が濃縮された「Aurora B反応場」が形成される、というモデルが導き出された。
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Structure
Volume: 32 Issue: 3 Pages: 304-315.e5
10.1016/j.str.2023.12.001
Molecular Cell
Volume: 83 Issue: 13 Pages: 2188-2205.e13
10.1016/j.molcel.2023.05.023
Nature Communications
Volume: 13 Issue: 1
10.1038/s41467-022-33426-2
Cancer Cell
Volume: 40 Issue: 10 Pages: 1128-1144
10.1016/j.ccell.2022.08.015
https://www.jfcr.or.jp/tci/exppathol/index.html
