| 研究課題/領域番号 |
23K14168
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分43050:ゲノム生物学関連
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| 研究機関 | 基礎生物学研究所 |
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研究代表者 |
川口 隆之 基礎生物学研究所, クロマチン制御研究部門, 助教 (40947727)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | ゾウリムシ / クロマチン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
真核生物のクロマチン構造は、ダイナミックに変化することによってエピジェネティックな遺伝子発現を制御し、発生や分化等の生物の重要な生命現象に密接に関わっている。しかし、その変換を制御する仕組みの多くは不明である。
ゾウリムシの有性生殖時の新大核の分化過程では、大規模なクロマチン構造変化と共に、グローバルな遺伝子の転写活性化が起こる。申請者の予備的な実験結果から、DNAアデニンのメチル化修飾及び有性生殖過程で高発現しているヒストンH3が新大核形成に関与することを見出した。そこで本研究では、それらの因子に着目し、クロマチン構造の変化が制御するエピジェネティック遺伝子制御機構の基本原理の解明を目指す。
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| 研究実績の概要 |
ゾウリムシおける、クロマチン構造変換によるエピジェネティック遺伝子発現機構を明らかにすることを目指し、本年度は以下の研究を遂行した。
１）ゾウリムシのゲノムには10個のヒストンH3をコードする遺伝子が存在する。しかし、それぞれのヒストンH3が規定するクロマチン構造やその生体内機能は全く明らかにされていない。これまでの予備的な実験によって有性生殖期に高発現している3個のH3は子孫細胞を生み出すことに重要であることを見出していた。本年度はさらに詳細な解析を行い、それら3個のヒストンH3のノックダウン細胞は減数分裂期に異常を来していることを示唆するデータを得た。また、富栄養状態の細胞で高発現しているヒストンH3に蛍光タグを付加し、細胞内の局在を解析したところ、そのヒストンH3は転写活性を担っている大核にのみ蓄積していることを見出した。さらに、遺伝子ノックダウン法によってそのヒストンH3は富栄養状態の細胞の生育に必要であることを発見した。
２）DNAアデニンメチル化修飾(6mA)は大核特異的に蓄積し、遺伝子の転写開始点の下流のヌクレオソーム間で蓄積していることからヌクレオソーム動態や転写の制御機構に関与することが示唆されている。本研究では6mAのヌクレオソーム動態や転写への関与を見出すため、6mA結合因子の同定及び機能解析を行う。本年度は6mA結合因子の同定を行うための核精製の条件の改良を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
これまでにゾウリムシの詳細なクロマチン構造やその機能はほとんど明らかにされていなかった。一方で、本研究ではそれぞれのヒストンH3が富栄養状態の細胞や有性生殖の過程で重要な役割を果たしていることを明らかにすることに成功したため。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度に解析を終えていないヒストンH3については、引き続き細胞内の局在を明らかにする。また、クロマチン免疫沈降法及びDNAシークエンス法によってそれぞれのヒストンH3のゲノム上での局在を解析する。6mA結合因子の探索については、改良した核精製法によって6mAプルダウン法の検討を行う。
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