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2021 年度 実績報告書

ヒストンH3K9メチル化修飾による転写抑制の包括的理解

研究課題

研究課題/領域番号 18H03991
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

眞貝 洋一  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (20211972)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワードepigenetics
研究実績の概要

本課題では、H3K9メチル化マークにより如何に転写抑制状態が確立するのか、その共通あるいは特有の原理を明らかにすることを目標とした。そのために、以下の3つのサブテーマ(ST)を計画した。ST1「出芽酵母でのH3K9メチル化による転写抑制系の確立とH3K9メチル化読み取り分子の転写抑制における役割の検討」、ST2「DNAメチル化完全欠失ES細胞を用いて、G9a/GLP複合体によって誘導されている転写抑制に寄与する遺伝子の網羅的なスクリーニングと同定された遺伝子の機能解析」、ST3「メスのEpiSCを用いてのXCIの確立・維持に寄与する遺伝子の網羅的なスクリーニングと同定された遺伝子の機能解析」。最終年度末までに、以下の成果を得た。
ST1:哺乳類のH3K9メチル化酵素、その制御因子、H3K9メチル化読み取り分子HP1を出芽酵母で発現させるベクターを構築し、種々のH3K9メチル化酵素を恒常的に発現させる株を樹立したところ、H3K9me2,3を誘導できることを確認した。さらに、そこにHP1を発現させて、1)特異的な遺伝子領域の転写が抑制されるか、2)ゲノムワイドの転写及びクロマチン3D構造に対する影響を解析した。今のところ、転写に対する明確なインパクトは観察されていない。引き続き、さらなる解析を進めている。ST2:G9aにより転写が抑制されている遺伝子領域にGFPを導入したマウスES細胞を用いて、GFPの脱抑制を指標に、G9aによる転写抑制に寄与する因子の網羅的CRISPR-Cas9 KOスクリーニングを行い、既知および新規候補因子を同定した。現在、それらの因子の機能解析を進めている。ST3:メスのEpiSC株を用いたCRISPR-Cas9 KOスクリーニング系を確立し、網羅的検討を進めたが、今回は新規因子の同定にまでは至らなかったので、検出系の再検討を進めている。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] Radboud University Medical Center(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      Radboud University Medical Center
  • [雑誌論文] Mammalian HEMK1 methylates glutamine residue of the GGQ motif of mitochondrial release factors2022

    • 著者名/発表者名
      Fang Qi、Kimura Yusuke、Shimazu Tadahiro、Suzuki Takehiro、Yamada Ayumi、Dohmae Naoshi、Iwasaki Shintaro、Shinkai Yoichi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 ページ: 4104

    • DOI

      10.1038/s41598-022-08061-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Potential role of KRAB-ZFP binding and transcriptional states on DNA methylation of retroelements in human male germ cells2022

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Kei、Makino Yoshinori、Kaneko Satoru、Shimura Chikako、Okada Yuki、Ichiyanagi Kenji、Shinkai Yoichi
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 11 ページ: e76822

    • DOI

      10.7554/eLife.76822

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Regulation of mammalian 3D genome organization and histone H3K9 dimethylation by H3K9 methyltransferases2021

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Kei、Shimura Chikako、Miura Hisashi、Tanigawa Akie、Suzuki Takehiro、Dohmae Naoshi、Hiratani Ichiro、Shinkai Yoichi
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 4 ページ: 571

    • DOI

      10.1038/s42003-021-02089-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A cost efficient protocol to introduce epitope tags by CRISPR-Cas9 mediated gene knock-in with asymmetric semi-double stranded template2021

    • 著者名/発表者名
      Fang Qi、Shinkai Yoichi
    • 雑誌名

      MethodsX

      巻: 8 ページ: 101365~101365

    • DOI

      10.1016/j.mex.2021.101365

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Derepression of inflammation-related genes link to microglia activation and neural maturation defect in a mouse model of Kleefstra syndrome2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada Ayumi、Hirasawa Takae、Nishimura Kayako、Shimura Chikako、Kogo Naomi、Fukuda Kei、Kato Madoka、Yokomori Masaki、Hayashi Tetsutaro、Umeda Mana、Yoshimura Mika、Iwakura Yoichiro、Nikaido Itoshi、Itohara Shigeyoshi、Shinkai Yoichi
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 ページ: 102741~102741

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102741

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] DMRT1-mediated reprogramming drives development of cancer resembling human germ cell tumors with features of totipotency2021

    • 著者名/発表者名
      Taguchi Jumpei、Shibata Hirofumi、Kabata Mio、Kato Masaki、Fukuda Kei、Tanaka Akito、Ohta Sho、Ukai Tomoyo、Mitsunaga Kanae、Yamada Yosuke、Nagaoka So I、Yamazawa Sho、Ohnishi Kotaro、Woltjen Knut、Ushiku Tetsuo、Ozawa Manabu、Saitou Mitinori、Shinkai Yoichi、Yamamoto Takuya、Yamada Yasuhiro
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 ページ: 5041

    • DOI

      10.1038/s41467-021-25249-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A loss-of-function variant in SUV39H2 identified in autism-spectrum disorder causes altered H3K9 trimethylation and dysregulation of protocadherin β-cluster genes in the developing brain2021

    • 著者名/発表者名
      Balan Shabeesh、-25- Shinkai Yoichi、Yoshikawa Takeo
    • 雑誌名

      Molecular Psychiatry

      巻: 26 ページ: 7550~7559

    • DOI

      10.1038/s41380-021-01199-7

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Propargylic Se-adenosyl-l-selenomethionine: A Chemical Tool for Methylome Analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Sohtome Yoshihiro、Shimazu Tadahiro、Shinkai Yoichi、Sodeoka Mikiko
    • 雑誌名

      Accounts of Chemical Research

      巻: 54 ページ: 3818~3827

    • DOI

      10.1021/acs.accounts.1c00395

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] H3K9 and H3K27 methylation pathways exclusively and coordinately regulate heterochromatin organization2022

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Shinkai
    • 学会等名
      The 30th Hot Spring Harbor International Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Coordinate regulation of heterochromatin organization by H3K9 and H3K27 methylation pathways2022

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Shinkai
    • 学会等名
      2022 International Symposium of the Epigenome Dynamics Control Research Center
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Discovery of novel protein histidine pi-methyltransferase2021

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Shinkai
    • 学会等名
      Pacifichem 2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 反復配列に引き起こされる哺乳類異所的 高次クロマチン形成系の構築と解析2021

    • 著者名/発表者名
      白井温子、眞貝洋一
    • 学会等名
      トランスポゾン研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Reversibility of neurological phenotypes in Kleefstra syndrome model mouse by post-natal GLP supply2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada A. Hirasawa T. Nishimura K. Shimura C. Kogo N. Fukuda K. Kato M. Yokomori M. Hayashi T. Umeda M. Yoshimura M. Iwakura Y. Nikaido I. Itohara S. Shinkai Y
    • 学会等名
      日本人類遺伝学会第66回大会
    • 招待講演
  • [学会発表] METTL18-mediated histidine methylation on ribosome protein modulates tyrosine translation for proteostasis maintenance2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuura-Suzuki E. Shimazu T. Takahashi M. Dohmae N. Ito T. Shinkai Y. Iwasaki S
    • 学会等名
      第22回日本RNA学会年会
  • [学会発表] 抑制性クロマチン修飾による核内高次クロマチン構造制御2021

    • 著者名/発表者名
      福田渓、志見剛、志村知古、木村宏、眞貝洋一
    • 学会等名
      第39回 染色体ワークショップ・第19回 核ダイナミクス研究会
  • [学会発表] METTL18-mediated histidine methylation on ribosome protein modulates tyrosine translation for proteostasis maintenance2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuura-Suzuki E. Shimazu T. Takahashi M. Dohmae N. Ito T. Shinkai Y. Iwasaki S
    • 学会等名
      RNA2021
  • [学会発表] 自発運動によるクリーフストラ症候群脳神経症状の改善効果2021

    • 著者名/発表者名
      山田亜夕美、西村佳也子、眞貝洋一
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] マウス細胞における異所的へテロクロマチン形成系の構築2021

    • 著者名/発表者名
      宮野可菜, 白井温子, 眞貝洋一, 大関淳一郎, 舛本寛, 中山学, 阿部訓也, 鈴木伸之介
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
  • [備考] エピゲノム異常に起因する脳機能不全の治療の可能性-クリーフストラ症候群の治療法開発に前進-

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2021/20210706_2/index.html

  • [備考] ヒストンメチル化による自閉症の新しいメカニズムを発見-自閉スペクトラム症の治療薬開発に役立つ可能性-

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2021/20210715_2/index.html

  • [備考] A genetic brain disease reversed after birth

    • URL

      https://www.riken.jp/en/news_pubs/research_news/pr/2021/20210706_2/index.html

  • [備考] 精子のエピゲノムは人それぞれ-生殖細胞におけるレトロエレメントの不完全制御-

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2022/20220413_2/index.html

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公開日: 2022-12-28  

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