| 研究領域 | 遺伝子制御の基盤となるクロマチンポテンシャル |
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| 研究課題/領域番号 |
18H05527
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
木村 宏 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (30241392)
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| 研究分担者 |
伊藤 由馬 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (70803245)
大川 恭行 九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (80448430)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| キーワード | クロマチン / 遺伝子発現制御 / エピジェネティクス / ヒストン修飾 |
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| 研究実績の概要 |
遺伝子がクロマチンの構造変化を経て転写される基本的なメカニズムを理解するためには、細胞内で刻々と変化するクロマチン状態と転写のダイナミクスを明らかにする必要がある。本研究は、生細胞解析と少数細胞エピゲノム解析により、転写活性化のされやすさ（ポテンシャル）という観点から、ヒストン修飾を介したクロマチン構造の機能を明らかにすること目的に行っている。
（1）遺伝子活性化に働くクロマチン構造と動態の解析：ゼブラフィッシュ胚性ゲノム活性化（ZGA; zygotic genome activation）に着目し、単一胚の転写伸長型（Ser2リン酸化型）RNAポリメラーゼII（RNAP2Ser2ph）とヒストンH3K27アセチル化修飾の局在を明らかにするために、クロマチン挿入標識法（ChIL）を行い、データ解析を行っている。
（2）遺伝子発現変動に働くクロマチン構造の解析：EGFP-RNAP2をノックインした細胞を用いて、RNAP2が濃縮する凝集体の動態を解析した。RNAP2凝集体は細胞周期のS期にヒストンローカスボディやカハルボディの近傍に形成されることを明らかにした。
RNAP2Ser2ph特異的な遺伝子コード型プローブ（RNAP2Ser2ph-mintbody）を開発し、転写伸長部位と転写関連タンパク質との局在比較、及び、転写伸長部位の生細胞動態を解析した。RNAP2Ser2ph-mintbody部位には、転写の開始や伸長への移行に働くタンパク質はあまり局在化しなかったのに対して、転写伸長に働くタンパク質の局在化が見られた。また、RNAP2Ser2ph-mintbody部位は、クロマチン比べてより動く様子が観察された。
（3）遺伝子発現安定化状態でのクロマチン構造と動態の解析：終末分化状態のクロマチン構造を明らかにするため、各種ヒストン修飾抗体で分化細胞を染色した。
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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
（1）遺伝子活性化に働くクロマチン構造と動態の解析：単一胚のChIL解析に関して、解析手法をほぼ確立し、データ解析を進めている。
（2）遺伝子発現変動に働くクロマチン構造の解析：生細胞の転写動態に関しては、RNAP2凝集体の生細胞動態を明らかにし、さらに、RNAP2Ser2ph-mintbodyを用いた動態を明らかにするなど、研究は順調に進んでいる。
（3）遺伝子発現安定化状態でのクロマチン構造と動態の解析：終末分化細胞解析のためのノックイン動物の作製にはまだ至っておらず、引き続き進める必要がある。
全体的には、予定どおり進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
（1）遺伝子活性化に働くクロマチン構造と動態の解析：ゼブラフィッシュ胚を用いた生細胞動態解析とChIL解析が順調に進んでおり、引き続き進めていく。
（2）遺伝子発現変動に働くクロマチン構造の解析：Mintbody発現細胞を用いて、転写活性化と抑制に伴うクロマチン構造の変化を明らかにする。
（3）遺伝子発現安定化状態でのクロマチン構造と動態の解析：終末分化細胞解析のためのノックイン動物の作製を引き続き進めつつ、in vitro分化系を用いた解析も進めていく。
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