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選択的遺伝子領域の動的ヘテロクロマチン化誘導機構

公募研究

研究領域動的クロマチン構造と機能
研究課題/領域番号 16H01295
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東北大学

研究代表者

落合 恭子  東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10455785)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
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)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード遺伝子発現制御 / 転写因子 / エピゲノム / 遺伝子
研究実績の概要

分化刺激により活性化された成熟B細胞は形質細胞へ分化し、車軸状核と呼ばれる特徴的なヘテロクロマチン構造を呈する。一般的に、ヘテロクロマチン構造は種々の細胞において遺伝子抑制と関連することが明らかとなっている。本研究では、形質細胞への分化に伴い特定の遺伝子領域がヘテロクロマチン化される分子機構に着目した。
成熟B細胞が形質細胞へ分化するためには転写因子IRF4が必須であり、その分化過程でIRF4はZinc finger型転写因子Ikarosと新規同定DNA結合モチーフZinc finger-IRF composite elements(ZICEs)に結合し、B細胞活性化に関連する遺伝子群の発現を抑制する。そして、IRF4のZICEへの結合にはIkarosの存在が必須であり、Ikaros-IRF4はヘテロクロマチン関連因子群およびクロマチン制御因子PC4と複合体を形成することから、Ikaros-IRF4によるDNA配列依存的なヘテロクロマチン化機構を想定した。
一方、B細胞特異的PC4遺伝子欠損マウスを作出しB細胞におけるPC4機能の重要性について検討したところ、同マウスでは成熟B細胞の数が減少し形質細胞への分化能が低下することを見出した。このことから、PC4は成熟B細胞と形質細胞分化の双方に重要であることが明らかとなった。さらに、ZICEを保持するIkaros-IRF4抑制標的遺伝子上へのPC4結合が認められたことから、形質細胞分化過程ではZICEを介した遺伝子領域の選択性が生じ、その後PC4によるヘテロクロマチン化が誘導されると予想された。これらの知見は、細胞分化過程において特定の遺伝子領域がヘテロクロマチン化される分子機構解明に貢献すると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Zinc finger-IRF composite elements bound by Ikaros/IRF4 complexes function as gene repression in plasma cell2018

    • 著者名/発表者名
      Kyoko Ochiai, Haruka Kondo, Yasunobu Okamura, Hiroki Shima, Yuko Kurokochi, Kazumi Kimura, Ryo Funayama, Takeshi Nagashima, Keiko Nakayama, Katsuyuki Yui, Kengo Kinoshita and Kazuhiko Igarashi
    • 雑誌名

      Blood advances

      巻: Apr 24;2(8) 号: 8 ページ: 883-894

    • DOI

      10.1182/bloodadvances.2017010413

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The mTOR-Bach2 Cascade Controls Cell Cycle and Class Switch Recombination during B Cell Differentiation.2017

    • 著者名/発表者名
      Tamahara T, Ochiai K, Muto A, Kato Y, Sax N, Matsumoto M, Koseki T, Igarashi K.
    • 雑誌名

      Molecular and cellular biology

      巻: 37 号: 24

    • DOI

      10.1128/mcb.00418-17

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Gene regulatory networks of B-to-plasma cell differentiation orchestrated by IRF4 and its partner transcription factors2017

    • 著者名/発表者名
      Kyoko Ochiai
    • 学会等名
      日本免疫学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Gene regulatory networks composed by transcription factors orchestrate plasma cell differentiation2017

    • 著者名/発表者名
      Kyoko Ochiai
    • 学会等名
      The 2017 Japan-NIH joint Symposium on Advances in Biomedical Research and Disease
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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