研究課題
エピジェネティクスは、後天的遺伝情報とも呼ばれ、細胞周期・分化・癌化など様々な生命現象に深く関わる。ヒストン修飾は、DNAメチル化と共にエピジェネティクス形成に重要であり、遺伝子の発現調節に大きな影響を及ぼすことが分かっている。本研究では、細胞密度依存的にヒストン修飾のレベルが変化することに着目し、細胞密度依存的なエピジェネティクス制御と遺伝子発現調節の解明を目標とした。昨年度までに、細胞密度を通常の培養条件よりも10～30分の1にすると、様々なヒストンH3メチル化修飾（K4、K9、K27、K36などのトリメチル）などで、低密度培養の細胞のほうが高いレベルを示すことが分かった。一方、アセチル化修飾は、低密度培養で減少することをつきとめた。またこの現象は、細胞密度による培地からの影響によるものであり、主に細胞の代謝産物である乳酸によるものであることを突き止めた。本年度では、乳酸によるヒストン修飾への影響に着目した。アセチル化は、乳酸濃度依存的に少なくとも3時間以内には大きく上昇することが分かった。一方で、メチル化の変化は短時間では見られないが、24時間以上の培養によってメチル化修飾も減少することを確かめた。したがって、高密度細胞培養では、代謝産物である乳酸の濃度が上昇するによって、ヒストン修飾が変化すると考えられる。並行して、細胞密度の異なる細胞集団を回収し、それぞれChIP-seqを行った。その結果、低密度培養では、ヒストンH3K9トリメチル化修飾は、テロメア周辺のメチル化が上昇する一方で、ヒストンH4K16アセチル化修飾は、遺伝子の転写開始点を中心に減少することを確認した。
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