ヒストンメチル化酵素による遺伝子特異的転写制御機構の解明

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14572142
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 山本 健 九州大学, 生体防御医学研究所, 助教授 (60274528)
• 研究分担者: 福井 宣規 九州大学, 生体防御医学研究所, 助教授 (60243961)
• キーワード: クロマチン / HP1 / SU39H1 / ヒストンメチル化 / 転写制御 / ヘテロクロマチン

研究概要

クロマチン構造の変化をもたらす因子は遺伝子発現制御の基盤を成すものと考えられ、近年、ヒストンH3のN末端のメチル化酵素が同定され、メチル化ヒストンH3特異的にヘテロクロマチンタンパクHP1が結合することが明らかになった。これはユークロマチン構造からヘテロクロマチン構造への転換機序の第一段階を示すものであり注目される。
本研究の目的は、ヒストンメチル化酵素と結合し、遺伝子特異的なヘテロクロマチンへの転換をもたらす転写因子・転写共役因子を見出し、これまでとは異なるクロマチンレベルでの転写制御機構を明らかにすることである。
平成14年度は、ヒストンメチル化酵素の一つであるSUV39H1と相互作用する分子の同定と分子生物学的解析を行い以下の成果を挙げた。
1)SUV39H1とHP1との相互作用の解析
SUV39H1とHP1分子が直接的に結合することを証明した。この結合には、HP1分子のクロモシャドウドメインを介したダイマー形成が必須であり、これによって新たに作られる分子表面が、SUV39H1との結合に関与することを示した。また、両者のin vitroでの結合は高塩濃度でも保持され安定である。これらの結果は、クロモドメインを介してヌクレオソームに結合したHP1がヌクレオソーム上でダイマーを形成し、これにSUV39H1が直接結合することによって近接したヌクレオソームのH3をメチル化するという、ヘテロクロマチンの一つの誘導・維持機構を示唆する。
2)SUV39H1と相互作用する分子の同定
SUV39H1のN末約40アミノ酸がHP1との結合に重要であることを1)において明らかにし、これを除く部位と結合する分子を同定した。この分子は、RNAポリメラーゼIIのサブユニットの一つであり、この結合が転写に及ぼす影響を現在解析している。

研究成果

• [文献書誌] Yamamoto K, et al.: "Self-interaction of heterochromatin protein 1 is required for direct binding to histone methyltransferase, SUV39H1"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 301(2). 287-292 (2003)
• [文献書誌] Remboutsika E, et al.: "The bromodomain mediates TIF1α-nucleosome interactions"J.Biol.Chem.. 277(52). 50318-50325 (2002)
• [文献書誌] Yoshida K, et al.: "Evidence for shared recognition of peptide ligand by a diverse panel of nonobese diabetic (NOD) mice-derived, islet-specific, diabetogenic T cell clones"Int.Immunol.. 14(12). 1439-1447 (2002)
• [文献書誌] Morishima Y, et al.: "The clinical significance of human leukocyte antigen (HLA) allele compatibility in patients receiving a marrow transplant from serologically HLA-A, HLA-B, and HLA-DR matched unrelated donors"Blood. 99(11). 4200-4206 (2002)
• [文献書誌] Yamamoto K, et al.: "HLA and Autoimmune Thyroid Diseases. The Genetics of complex thyroid diseases"T.Akamizu, M.Kasuga, TF Davies Eds. Springer-Verlag, Tokyo. 9 (2002)