| 研究課題/領域番号 |
20K06499
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43010:分子生物学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
佐々木 和樹 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 上級研究員 (10415169)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | ヒストン修飾 / 蛍光プローブ / FRET / ヒストンセロトニン化 / PHDドメイン / ヒストンクロトニル化 / GAS41 / YEATSドメイン / TGM2 / イメージング / エピジェネティクス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
エピジェネティクスと呼ばれる塩基配列によらない遺伝子の発現制御機構は、クロマチンの翻訳後修飾によって制御されている。最近、抑制性の神経伝達物質として知られているセロトニンが、細胞膜上の受容体を活性化して細胞内シグナル伝達を誘導するのみでなく、ヒストンH3の5番目のグルタミンと共有結合し、遺伝子発現制御及び細胞の分化誘導に関わっているという報告があり、セロトニンが細胞内でエピジェネティックな役割も担っている可能性を示唆した。本申請では、ヒストンセロトニン化の新規蛍光プローブの開発を行い、未分化の神経細胞からセロトニンニューロンへの分化過程を観察し、ヒストンセロトニン化の動態を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
新規ヒストン翻訳後修飾であるヒストンセロトニン化をリアルタイムに検出する蛍光プローブの開発を行った。TAF3のPHDドメインが、H3Q5ser及びH3K4me3Q5serと直接結合することを示した。この結合蛋白質を用いてFRET型蛍光プローブ候補を作製し、セロトニン処理により、作製した蛍光プローブがFRET変化することわかった。並行して、GAS41のYEATSドメインを用いたFRET型蛍光プローブを作製した。GAS41のYEATSドメインはH3K14acと結合することがわかった。この蛍光プローブを用いてGAS41のYEATSドメイン阻害剤の細胞内での評価を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
新規ヒストン修飾の動態を観察するための蛍光プローブを開発した。従来法では、ヒストン修飾を観察するためには細胞を固定もしくは破砕する必要があるため、分化中のヒストン修飾の動態や薬剤処理によるヒストン修飾の変化をリアルタイムに観察することができなかった。申請者は新規ヒストン修飾であるセロトニン化のプローブを作製し、セロトニン処理による速やかなヒストンセロトニン化を観察することに成功した。さらに、GAS41のYEATSドメインを用いた蛍光プローブの開発も並行して進め、従来法では難しかった細胞内での新規YEATS阻害剤を評価することを可能にした。
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