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本研究では、インスレーター結合因子CTCFの多機能性に着目し、高次の遺伝情報制御機構を明らかにすることを目的とした。CTCFのタンパク質複合体の実体を解明するとともに、その転写調節、インスレーター（クロマチンの境界）、クロマチン・ループ形成等の多機能について、ヒト遺伝子クラスター領域で解析を行い、細胞機能と生命現象における意義を明確にすることが全体構想である。各種培養細胞株を用いて、CTCFとその共役因子RAD21に対する抗体を用いたクロマチン免疫沈降を行い、ChIP-Chip/Seq解析を用いて、結合部位およびインスレーターの候補部位を同定した。その結果を基に、細胞リプログラミングにおけるINK4/ARF遺伝子クラスター、炎症応答におけるTNF/LT遺伝子クラスターの高次元のエピゲノムを解析した。クロマチン免疫沈降を行い、遺伝子クラスター内のCTCF結合部位をリアルタイムPCR法で確認した。また、遺伝子プロモーターとエンハンサー、CTCF結合配列を組み込んだルシフェラーゼ発現ベクターを作製し、エンハンサー遮断作用、サイレンサー作用等を明らかにした。CTCF、RAD21に対するRNA干渉法を用いて、ノックダウン下での上記の遺伝子クラスターの発現変化を確認し、これらの因子が発現制御に不可欠であることを示した。さらに、染色体コンフォメーションキャプチャー法で検討し、上記の遺伝子クラスターのクロマチン・ループ形成におけるCTCFの重要な役割を明らかにした。これらの研究によって、CTCFによる超ゲノム制御の機構の一端を解明した。
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