| 研究課題/領域番号 |
21J15569
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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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 | 福井大学 |
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研究代表者 |
綾野 貴仁 福井大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
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| キーワード | エピジェネティクス / IMD2 / GTP / ヘテロクロマチン / シングルセル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年のエピジェネティクス研究で、発生や分化、環境の変化に応答してヒストンの修飾状態が変化し、クロマチン構造が制御されることが明らかにされてきた。しかし、多くの染色体上のイベントが解明されてきたが、エピジェネティックなスイッチが入ってから、クロマチン構造が変化し、遺伝子の発現が誘導されるまでの中間イベントは未だに分かっていない。
本研究では、誘導因子の同定と、一細胞追跡による発現状態、誘導タイミング、細胞集団の発現率等に対する因子の影響から、細胞レベルで異なるエピジェネティックな遺伝子発現制御の誘導プロセスと誘導の分子メカニズムについて解明する。
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| 研究実績の概要 |
エピジェネティクス研究において、真核生物では環境の変化に応答し、DNAのメチル化やヒストンの翻訳後修飾によりクロマチン構造が変化することで、クロマチン領域近傍の遺伝子発現が制御されることが明らかにされてきた。しかし、環境の変化からエピジェネティックな修飾が誘導され、クロマチン構造が変化し、遺伝子の発現状態が変化するまでの詳細なプロセスは未だに分かっていない。また、近年では細胞集団において、細胞ごとに異なる遺伝子発現パターンを示す亜集団の存在が報告されているが、集団において一部の細胞が異なる遺伝子発現を示すメカニズムや生物学的な意義はほとんど解明されていない。
本研究では、エピジェネティックな制御が誘導された後、染色体上の遺伝子の発現状態が変動するまでに関わる因子の特定、また細胞集団内に存在する表現型の異なる亜集団が発生する細胞間不均一性制御機構の解明を目的とした。モデル生物として出芽酵母を用い、ヘテロクロマチン領域の制御下にある遺伝子が、細胞集団において不均一な表現型を示す要因としてGTPに注目し、生体内GTPレベルの減少により発現誘導される遺伝子IMD2を標的とした。また、細胞間で異なる表現型を1細胞レベルで追跡し、不均一な表現型が生じるメカニズムの解析を行った。
現在、IMD2領域の不均一な発現状態は様々なヒストン修飾因子やGTP濃度の変化によって調節されることを明らかにした。特にいくつかのヒストン修飾因子ではGTP濃度の減少時に影響する因子、GTPが枯渇していない生理的条件下でIMD2の発現量を変化させる因子等、異なる条件でIMD2領域の制御に関わる因子を同定した。一細胞追跡実験では、細胞間不均一性がGTP量とヒストン修飾因子のバランスによって制御されており、単純にGTP量の変化や、ヒストン修飾の変化だけが細胞間で異なる表現型を調節しているわけではないことを明らかにした。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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