レトロウイルスの遺伝子発現制御に関わる宿主因子の解析

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15019022
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 伊藤 太二 東京大学, 医科学研究所, 助手 (60343109)
• 研究分担者: 伊庭 英夫 東京大学, 医科学研究所, 教授 (60111449)
• キーワード: 遺伝子 / ウィルス / 感染症 / ゲノム / 発現制御 / ジーンサイレンシング / Brm型SWI / SNF複合体 / Polycomb群

研究概要

我々はこれまでにMLVをはじめとするレトロウイルスの発現維持に関わる宿主因子を解析して、「レトロウイルスの発現はこれを正に制御するBrm型SWI/SNFクロマチン構造変換因子複合体(trithorax--G)と負に制御するYY1を含むPRC2複合体(Polycomb-G)との競合によりLTR近傍のクロマチン構造やヒストンの修飾を介して維持されている」ことを示してきた。本年度の研究から、この競合反応にはDNAメチル化は関与しないが、ヒストンH4のLys5、Lys8の脱アセチル化と共に、ヒストンH3のLys9もしくはLys27のトリメチル化が関与することが明らかとなった。トリメチル化の反応はPRC2複合体の構成成分であるEZH2の持つヒストンメチルトランスフェラーゼ活性により担われていると考えられる。また、ウイルスLTR中のYY1結合配列のみを破壊したΔYY1ベクターを作製したところ、これは野生型に比べ、胚性癌細胞をはじめとするBrm発現欠失細胞株でgene silencingを著しく受けにくくなり、今後、再生医療において長期間発現が可能で、有用なベクターになりうると考えられた。
宿主細胞におけるBrmの発現の有無がレトロウイルスの発現制御に決定的であることから、Brm発現欠失細胞株の数株についてrun-on転写法で解析した結果、ヒト胚性癌細胞、マウス胚性幹細胞を含め、これらの細胞中にはいずれも機能的なBrm遺伝子が存在し、恒常的に高レベルで転写が開始され全長に及んで伸長するが、成熟mRNAが検出されないことが示された。この転写後レベルでの抑制の解除を誘導する薬剤を検索した結果、CHAP31等のヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)、の阻害剤で一過的に処理するだけで、その後は阻害剤非存在下でも内在性のBrmタンパク質を恒常的に発現させ、レトロウイルスの発現を維持することが可能であることをつきとめた。

研究成果

• [文献書誌] Iba, H.et al.: "SWI/SNF chromatin remodeling complex and retroviral gene silencing."Reviews in Medical Virology. 13(2). 99-110 (2003)
• [文献書誌] Yamamichi-Nishina, M. et al.: "SW13 cells can transition between two distinct subtypes by switching expression of BRG1 and Brm genes at the post-transcriptional level."J.Biol.Chem.. 278(9). 7422-7430 (2003)
• [文献書誌] Shimizu, Y. et al.: "Kinetics of v-src-induced epithelial-mesenchymal transition in developing glandular stomach."Oncogene. 22(6). 884-893 (2003)
• [文献書誌] Koike, C. et al.: "Introduction of wild-type patched gene suppresses the oncogenic potential of human squamous cell carcinoma cell lines including A431."Oncogene. 21(17). 2670-2678 (2002)
• [文献書誌] Mizutani, T. et al.: "Maintenance of integrated proviral gene expression requires Brm, a catalytic subunit of SWI/SNF complex."J.Biol.Chem.. 277(18). 15859-15864 (2002)
• [文献書誌] Ito, T.et al.: "Identification of SWI.SNF complex subunit BAF6Oa as a determinant of the transactivation Potential of Fos/Jun dimers."J.Biol.Chem.. 276(4). 2852-2857 (2001)