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生命はDNAやタンパク質などの生体分子とそれらに介在する化学反応から成る。その代表がタンパク質の翻訳後修飾(PTM)であり、それらの多くは酵素によって導入される。しかし、生体に介入しうる化学反応は、酵素が触媒するものに限定される必要はない。本研究では、遺伝子転写に関与するヒストンタンパク質を対象に、本来生体にはない翻訳後修飾、特にリジン残基のアシル化修飾を化学触媒により導入し、細胞のエピゲノムを操作すること、細胞の応答を理解することを目的とする。
前年度までに、白血病細胞選択的なヒストンアシル化を行う触媒系を開発していた。本年度は、本触媒系によるヒストンアシル化が白血病細胞の遺伝子転写を変化させその細胞増殖を抑えるメカニズムについて詳細に検討し、その一端を明らかにすることができた。さらに本検討と並行して、細胞内のアシルCoAを活性化してヒストンアシル化を行える新たな触媒について検討をおこなった。その結果、本触媒が細胞が置かれた栄養環境に応じて変化する細胞内アセチルCoAの量を検知するセンサー分子となることを明らかとし、酵素によって導入されるヒストンアセチル化量とは独立に細胞内アセチルCoAの物質量を推定する有用な細胞エピゲノム解析ツールとなることを実証した。
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