| 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 |
18H05531
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| 研究機関 | 公益財団法人がん研究会 |
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研究代表者 |
斉藤 典子 公益財団法人がん研究会, がん研究所 がん生物部, 部長 (40398235)
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| 研究分担者 |
落合 博 広島大学, 理学研究科, 特任講師 (60640753)
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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 | RNAボディ / 遺伝子発現制御 / クロマチン / 核内構造体 |
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| 研究実績の概要 |
細胞核内でクロマチンは、多階層におりたたまれて立体構造を形成し、様々なRNAボディに囲まれている。RNAボディは、非コードRNA群とタンパク質複合体が凝集して形成されたもので、核内の局所に転写関連因子を蓄積させることにより、近傍クロマチンの転写活性や構造を規定していると考えられる。またRNAボディは、濃密なタンパク質-RNA分子が液-液相分離とよばれる物理現象を引き起こした結果の液滴であり、その中では因子がさかんに動くダイナミズムを持つことなどが示唆されてきている。したがってRNAボディは、近隣クロマチンの転写のおこりやすさに対するクロマチンポテンシャルを理解する鍵と考えられるが、詳細は不明である。本研究は、RNAボディであるエレノアクラウドと核小体について、その形成機序、転写制御機能、物性、細胞分化における役割の解析を行い、核内RNAボディによるクロマチン制御機構を解明することを目的としている。本年度は主に、再発乳がん細胞で過剰発現する非コードRNAエレノアが形成するエレノアクラウドに着目して、(１)エレノアクラウドの形成機構および転写制御における機能の解明と、(２)エレノアクラウドの生細胞内分子ダイナミクスの解析、で進展を得た。具体的には、エレノアクラウドを阻害する小化合物を同定し、クラウドの阻害により、エストロゲン受容体遺伝子（ESR1）の転写が抑制されることを明らかにした。また、エレノアRNAに結合する因子を同定するChIRP(Chromatin Isolation by RNA Purification)法の最適化が順調にすすんだ。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
１．エレノアクラウドを特異的に阻害する小化合物を、発芽大豆由来の抽出物より検索したところ、グリセオリンＩを見いだして、論文報告した（Yamamoto T et al, Scientific Rep, 2018）。グロセオリンIは、エレノアＲＮＡの転写を阻害し、さらにエレノアRNAが転写される近傍のエストロゲン受容体遺伝子(ESR1)の転写を阻害し、細胞の増殖を抑制した。この細胞増殖抑制能は、原発乳がんや正常細胞においては比較的低く、再発乳がんにおいて最も高く、一定の特異性が示された。グリセオリンIは、女性ホルモンのエストロゲンやその類似体のレスベラトロールに構造が関連している。これら３種の小化合物はいずれも、再発乳がん細胞のアポトーシスを誘導した。これは、従来、再発乳がん患者に対してエストロゲンを投与することで寛解に導く「エストロゲン療法」を再現するものと示唆された。さらに、再発乳がん細胞は、適切なきっかけでアポトーシスに陥りやすい性質を持つことが明らかになった。再発乳がんでは、エレノアクラウド形成により、ESR1遺伝子が活性化されて増殖能が獲得されると同時に、アポトーシスに入る準備をしているという逆説的な事象が同時におきていることが新たに示唆された。
２．エレノアクラウドの機能機序を解析するために、エレノアRNAに特異的に結合する因子を同定するChIRP 法の最適化をすすめた。細胞の固定、プローブのデザイン、アビジンビーズでのプルダウンなどの複数のステップを詳細に検証した。
４．分担研究者の落合博士との共同研究により、エレノアクラウドの生細胞内分子ダイナミクスの解析するために必要な細胞株の樹立を行った。
以上の研究より、十分な成果が得られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
今までの研究成果をさらに展開させる。
１．再発乳がんでは、エレノアクラウド形成により、ESR1遺伝子が活性化されて増殖能が獲得されると同時に、アポトーシスに入る準備をしているという逆説的な事象を見出したことに着目する。エレノアが介在する高次クロマチン構造や、染色体間の相互作用が、その分子基盤となる可能性を検証する。
２．エレノアRNAに特異的に結合する因子を同定するChIRP 解析をさらにすすめる。Seq解析のためのライブラリー調製、シーケンス解析、得られる情報の基本および高次解析を行い、エレノアが結合するゲノムDNA領域を詳細に同定する。興味深い部位に関しては、ChIRP-qPCRで確認を行う。
３．エレノアクラウドが介在するクロマチンの高次構造について、木村宏計画研究分担者の大川博士、眞貝計画研究分担者平谷博士らと共同研究を行い、4C-SeqやHi-Ｃ解析を行う。エレノアクラウドとTAD (topologically associating domain)の相関性や、エレノアクラウドが、染色体間相互作用に関与する可能性を検証する。
４．分担研究者の落合博士との共同研究により樹立された細胞株について、エレノアクラウドの生細胞観察への適切さなどを検証する。また、エレノアRNAクラウドの形成と維持のメカニズムを詳細に理解するために、一分子FISHにも着手する。
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