| 研究課題/領域番号 |
19H00973
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
村上 洋太 北海道大学, 理学研究院, 教授 (20260622)
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| 研究分担者 |
梶谷 卓也 福井大学, その他部局等, 日本学術振興会特別研究員 (20883078)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | クロマチン構造 / 転写速度 / RNAポリメラーゼⅡ |
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| 研究実績の概要 |
本研究ではRNAポリメラーゼⅡ（Pol2）のC末ドメインのSer7(CTD-S7)のリン酸化が転写のブレーキとして転写速度を制御し、それがエピゲノム制御、RNA動態制御に深く関与するという申請者独自の知見にもとづき、「CTD-S7リン酸化による転写速度制御を介したゲノムワイドな遺伝子発現の協調的制御機構を理解する」ことを目的として解析をおこなっている。２０２０年度は以下の成果を得た。
(1) CTD-S7リン酸化による他のCTDリン酸化の制御
CTDのリピートを形成するアミノ酸のうちSer7のリン酸化以外にも、Tyr1, Ser2, Ser5のリン酸化が知られており、それぞれ転写調節、RNAプロセシング制御に関与することが知られている。CTD-S7A変異体を用いた解析からCTD-S7リン酸化がTyr1, Ser2のリン酸化を抑制していることを明らかにした。Ser2リン酸化は転写伸長時から終結におこるリン酸化で、転写伸長因子や終結因子を制御する事が知られている。したがって、Ser7リン酸化が転写速度を抑制するメカニズムのすくなくとも一部はこのSer2リン酸化抑制であると考えられる。
(2) CTD-S7A変異体抑制変異の同定
CTD-S7A変異はヘテロクロマチン異常の表現型を示すが、この異常を抑制する自然復帰変異を複数単離した。原因遺伝子を同定したところ、細胞周期関連因子であり、いずれも細胞周期進行に遅延をもたらすものであることがわかった。この知見は今まで取り上げられていなかった、クロマチン構造を介したエピジェネティクス制御と細胞周期のつながりを解明する手がかりになるものと期待している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
転写速度制御とクロマチンを介したエピジェネティクス制御の関連を予定通り示すことが出来ているが、その成果を論文にできていない。より詳細なメカニズムを要求されて多数の実験を行わねばならずそのため遅れている。2021年度はなんとか論文を世に出したいと考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
進捗状況で述べたように、論文にする際要求されている、CTD-S7リン酸化が転写速度を調節するメカニズムを明らかにする必要がある。そのために以下の実験を計画している。
1) GSTに融合した野生型CTDおよびCTD-S7A, CTD-S7CTD融合タンパク質発現酵母をすでに作成している。この株からグルタチオンビーズを用いてGST-CTD融合タンパク質を精製しそれぞれのCTD結合タンパク質を質量分析により同定する。特にCTD-S7A変異で失われるあるいは増加する因子に着目してその機能を明らかにする。
2) CTD-S7リン酸化がS2リン酸化を抑制し、転写速度を制御することを見いだしているが、同時に転写終結因子にも影響を与えている。この点についてS7A変異が転写終結に与える影響を3'RACEを用いて検討する。
また、2020年度に発見した細胞周期変異によるCTD-S7Aによるヘテロクロマチン異常の抑制について、種々のヘテロクロマチン変異、細胞周期変異の組合せで検証することで、細胞周期のどのPhaseの変化がヘテロクロマチンに影響を与えるのか、また、どのようなヘテロクロマチンの異常が細胞周期変化の影響をうけるのか、解析を進める。
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