アンチセンス転写によるXist遺伝子エピジェネティックス制御メカニズムの研究

• 研究課題/領域番号: 16045205
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 柴田 進和 金沢大学, 医学系研究科, 助手 (40372487)
• 研究分担者: 小出 寛 金沢大学, 医学系研究科, 助教授 (70260536) ; 横田 崇 金沢大学, 医学系研究科, 教授 (50134622)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円); 2005年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 2004年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
• キーワード: X染色体不活性化 / エピジェネティックス / Xist / Tsix / ヒストンメチル化 / アンチセンス遺伝子 / ES細胞 / 幹細胞 / 発生・分化 / アンチセンス

研究概要

1.Tsix遺伝子ジーントラップES細胞を用いたXist遺伝子領域のクロマチン修飾解析:
平成16年度には未分化状態特異的なアンチセンス遺伝子の転写がヒストン蛋白質の修飾変化を引き起こしセンス・パートナー遺伝子の制御を行っている可能性について検討し、Tsix遺伝子トラップ細胞Xist遺伝子領域のhistone H3 lysine 27残基(H3K27)のトリメチル化が顕著に増加していることを示した。平成17年度には分化誘導時のH3K27トリメチル修飾変化を検討し、Xist遺伝子座の同修飾は分化が進むとともに減少するとの結果が得られた。さらにオスTsixトラップES細胞でもメスES細胞の場合と同様にH3K27トリメチル化亢進を確認した。トリメチルH3K27とXist RNAのImmuno-FISH解析から、Tsixトラップ細胞でのH3K27トリメチル化修飾は、不活化X染色体でのXist RNA依存性H3K27メチル化とは異なる作用機序によって起きることが示唆された。以上の結果から未分化細胞特異的にH3K27のトリメチル化修飾を引き起こす活性が存在し、この活性はアンチセンス遺伝子転写によって抑制を受けることが明らかになった。細胞内で多数認められるアンチセンス遺伝子の役割や作用機序については今まで解析が進んでいなかったが、我々の結果はアンチセンス遺伝子がクロマチン構造制御により他の遺伝子発現を制御している可能性を示唆している(投稿準備中)。
2.ntES細胞でのX染色体不活性化の検討:
ntES細胞のゲノム初期化について検討するために、胚様体から作成したntES細胞株と親株のES細胞との間でX染色体不活性化のについて調べた。未分化状態ではXist遺伝子座クロマチン修飾の顕著な違いは認められず、分化初期X染色体でのXist RNA、トリメチルH3K27分布についても大きな差は見られなかった。

研究成果

• [雑誌論文] Functional analysis of the effect of forced activation of STAT3 on M1 mouse leukemia cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, T., Iwamoto, T., Adachi, K., Yokota, T., Miyake, Y., Hamaguchi, M.
  • 雑誌名: Int.J.Mol.Med. 15 ページ: 269-275
• [雑誌論文] Tsix transcription- versus RNA-based mechanisms in Xist repression and epigenetic choice. (2004)
  • 著者名/発表者名: Shibata.S., Lee, J.T.
  • 雑誌名: Current Biology 14 ページ: 1747-1754
• [雑誌論文] Involvement of Ras in extraembryonic endoderm differentiation of embryonic stem cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshida-Koide, U., Matsuda, T., Saikawa, K., Nakanuma, Y., Yokota, T., Koide, H.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 313 ページ: 475-481
• [雑誌論文] A novel chordin-like BMP inhibitor, CHL2, expressed preferentially in chondrocytes of developing cartilage and osteoarthritic joint cartilage. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, N., Han, C.E., Cam, L., Lee, J.I., Pretorius, J., Fisher, S., Rosenfeld, R., Scully, S., Nishinakamura, R., Duryea, D., Van, G., Bolon, B., Yokota, T., Zhang, K.
  • 雑誌名: Development 131 ページ: 229-240
• [雑誌論文] Alterations of endothelin-converting enzyme expression in early and advanced stages of human coronary atherosclerosis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hai, E., Ikura, Y., Naruko, T., Shirai, N., Yoshimi, N., Kayo, S., Sugama, Y., Fujino, H., Ohsawa, M., Tanzawa, K., Yokota, T., Ueda, M.
  • 雑誌名: Int.J.Mol.Med. 13 ページ: 649-654