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クロマチンを恒常的に凝集させる構成的ヘテロクロマチン（以下、ヘテロクロマチン）は、細胞の独自性を規定するための遺伝子発現制御に不可欠である。しかし、ヘテロクロマチンが細胞内でどのように形成されるか、その分子メカニズムは不明な点が多い。本研究では、ほ乳類におけるヘテロクロマチンの形成機構を解明することで、遺伝子の発現制御におけるクロマチン高次構造の役割を明らかにする。
ヘテロクロマチンはヒストン修飾H3K9メチル化にHP1が結合することで形成される。今年度は、H3K9メチル化の修飾酵素（H3K9メチル化酵素）がどのようなクロマチン領域にH3K9メチル化を入れるかを明らかにすることを目的とした。
哺乳類において、H3K9メチル化酵素は、Suv39h、Setdb1、G9aと三つのファミリーに大別できる。それらのH3K9メチル化酵素ファミリーのノックアウトを組み合わせた多重ノックアウト細胞を樹立した。これらの細胞を用いて、RNAシーケンス解析により、どのような遺伝子の発現が変化するかを解析した。その結果、Setdb1とG9aを複合的にノックアウトすると、初期発生の二細胞期に発現がみられる遺伝子群の発現が上昇することが明らかとなった。したがって、Setdb1とG9aはこれら二細胞期特異的な遺伝子群の発現抑制を協調的におこなっていることが考えられた。つぎに、二細胞期特異的な遺伝子を活性化する転写因子であるDuxに着目し、Dux遺伝子領域のH3K9メチル化を調べたところ、Dux遺伝子領域は高度にH3K9メチル化が施されていることが明らかとなった。これらのことから、Setdb1とG9aはDux遺伝子領域にH3K9メチル化を施し、その発現を抑制することで、二細胞期特異的な遺伝子の発現を抑制していることが示唆された。
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