生細胞解析による転写制御におけるクロマチン修飾の意義の解明

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17H01417
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 分子生物学
• 研究機関: 東京工業大学
• 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)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 遺伝子発現 / クロマチン / ヒストン修飾 / 転写制御

研究成果の概要

細胞が分化や外部からのシグナルに応答する際に遺伝子発現が変動する。本研究は、転写の活性化と不活性化におけるヒストン修飾の意義を理解するために、独自に開発した生細胞の翻訳後修飾可視化系を駆使した解析を行った。転写活性化においては、熱ショックストレス誘導性転写活性化にヒストンH3のアセチル化が重要であることを明らかにした。また、マウス胚性幹細胞の分化の過程で、X染色体が不活性化する際に、ヒストンH3とH4のメチル化が起こる様子を明らかにした。

自由記述の分野

細胞生物学・エピジェネティクス

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、刺激に応答した遺伝子活性化過程や発生・分化過程におけるクロマチン修飾の時空間的変化を明らかにした。クロマチン構造変化と転写の制御は遺伝子発現の根幹を成しており、単一細胞レベルでの生細胞計測を中心とした解析により、この制御機構の一端を解明することができた。この基盤研究の成果は、高効率な脱分化系・分化誘導系の確立や薬物動態評価等の基盤技術開発にも将来的につながると考えられ、再生医療、生殖医療、薬剤開発等にも広く波及効果を及ぼすと期待できる。