研究課題
ヒストンバリアントがどのようにして特定のゲノムDNA上へ局在するのかを明らかにするために、ヒストンのクロマチンへの取り込みを DNA配列レベルで解析する実験系の確立を行った。エピトープタグを付加したヒストンをリコンビナントタンパク質として精製し、ヒストン複合体の再構成を行なった。このヒストン複合体を界面活性剤により細胞膜および核膜に孔の空けた透過性細胞に導入し、そのクロマチンに取り込ませエピトープタグに対する抗体を用いてクロマチンへの取り込みを解析した。その結果、凝集度の低いクロマチンでヒストンの取り込みは主に起こり、凝集度の高いクロマチンではヒストンの取り込みが抑制されていることが分かった。また、凝集度の高いクロマチンでは DNA 複製時にヒストンの取り込みが起きることが分かった。DNA 複製と協調したヒストンの取り込みは、バリアントの種類によってその効率は大きく異なることから、クロマチン構造と DNA 複製の組み合わせによって、エピジェネティックなクロマチン状態を維持するためのヒストンの取り込みが制御されていることが明らかになった。さらに、ヒストンH2A のバリアントであるH2A.Z をH2B との複合体として透過性細胞のクロマチンに取り込ませたところ、転写が活発な遺伝子の転写開始点に局在することが分かった。また、H2A.Z の欠失を相補できないことが知られていたH2A.Z 変異体のクロマチンへの取り込みを解析したところ、主要型のH2A と同様にDNA 複製時にクロマチンに取り込まれることが明らかとなり、野生型の欠失を相補できない理由が明らかとなった。
1: 当初の計画以上に進展している
従来のヒストンの取り込みの解析に加えて、本実験系を用いることにより外部刺激によりエピゲノム情報が変化したクロマチン領域を同定することができることが明らかとなったため。
ヒストンバリアントであるH2A.Z が転写が活発な遺伝子の転写開始点に局在する機構を、H2A.Z の変異体および結合因子の解析、H2A.Z が集積するクロマチンに存在するエピゲノム情報を解析から明らかにする。
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eLife
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Communications Biology
巻: 3 ページ: 60
10.1038/s42003-020-0784-9
