クロマチン構造修飾などによる遺伝子状態・細胞機能のエピゲノム性調節とその維持

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15011223
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 清水 章 京都大学, 医学研究科, 教授 (00162694)
• キーワード: 抗体遺伝子 / クラススイッチ / 転写制御 / アクセシビリティー / E2A / Id2 / アレルギー / ChIP

研究概要

Id2遺伝子の破壊マウスにおいて、血清中のIgE量が著増することを見いだした。本研究ではこの現象の主な分子基盤として、Bリンパ球におけるε鎖へのクラススイッチ組換えが著明に亢進していることなどがあり、この組換えが転写因子E2Aによって活性化されるε鎖非組換え型転写に依存していること、正常Bリンパ球ではTGF-β1の信号を受けてId2の発現が誘導され、これがE2Aの作用を阻害することによってε鎖非組換え型転写を抑制する結果、ε鎖へのクラススイッチ組換えが特異的にきわめて低く抑えられていることなどが原因となっていることを明らかにした。
Id2遺伝子の破壊マウスにおいてBリンパ球におけるε鎖へのクラススイッチ組換えが著明に亢進していること、正常Bリンパ球ではTGF-β1の信号を受けたId2の発現によってε鎖へのクラススイッチ組換えが特異的にきわめて低く抑えられる現象を利用し、試験官内で特定遺伝子領域クロマチン(この場合抗体ε鎖)の状態変化をきわめて短期間に効率良く誘導・解析できる実験系が確立された。これにより、クラススイッチ組換えに対する標的遺伝子のアクセシビリティがその領域のヒストンのアセチル化ときわめて良く相関していることが確認されたが、Id2によって転写を抑制するとヒストンの脱アセチル化を阻害しても組換えの抑制は解除できなかった。この結果から、ヒストン脱アセチル化はアクセシビリティの結果であり、転写そのものの調節がアクセシビリティを決定していると判明した。さらに、この組換えの必須因子である、AIDの組換え標的領域クロマチンへの結合の有無を、クロマチン免疫沈降(ChIP)法を応用して検出したところ、転写に伴って、結合が検出された。この結果から、転写複合体による組換え因子の呼び寄せがアクセシビリティ制御の実態であることが強く示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Nambu, Y.et al.: "Tanscription-coupled events associating with immunoglobulin switch region chromatin."Science. 302・5653. 2137-2140 (2003)
• [文献書誌] Gonda, H.et al.: "The balance between Pax5 and Id2 activities is the key to AID gene expression."J.Exp.Med.. 198・9. 1427-1437 (2003)
• [文献書誌] Katakai, T.et al.: "Th1-biased tertiary lymphoid tissue supported by CXCL13-producing stromal network in the chronic lesions of autoimmune gastritis."J.Immunol.. 171・8. 4359-4368 (2003)
• [文献書誌] Sugai, M.et al.: "Essential role of Id2 in negative regulation of IgE class switching."Nature Immunol.. 4・1. 25-30 (2003)
• [文献書誌] Kusunoki, T.et al.: "TH2 dominance and defective development of CD8^+ dendritic cell subset in Id2-deficient mice."J.Allergy Clin.Immunol.. 111・1. 136-142 (2003)