| 研究実績の概要 |
エピゲノム調節を担うヒストンH2AのC末端部分の修飾に焦点を絞り本研究を遂行した。H2Aの120番目スレオニン(H2A-T120)は、クロマチン結合性キナーゼVRK1によってリン酸化され、その隣残基119番目リジン(H2A-K119)は、主にポリコーム転写抑制複合体PRC1によってモノユビキチン化される。両修飾間のクロストークによる転写制御ネットワークの全貌の解明および両修飾バランスの破綻が細胞癌化や生殖異常をもたらす原因を明らかにすることが本研究の目的である。
VRK1によるH2A-T120リン酸化がサイクリンD1などの遺伝子転写を活性化をもたらすことは本研究開始以前に見出していたが、その詳細なメカニズムの解析を試み以下のことを明らかにした。①siRNAによるVRK1ノックダウンによってサイクリンD1発現量は低下するとともに細胞増殖率の著しい低下が様々な癌細胞で観察され、これは野生型VRK1やサイクリンD1の過剰発現によって回復できるが、キナーゼ不活性化型変異体VRK1では回復できなかった。②H2Aリン酸化模倣変異体(H2A-T120D)をNIH3T3細胞に発現させ、これをヌードマウスに移植したところ、腫瘍の形成が観察された。またH2A非ユビキチン化変異体（H2A-K119R, K119Nなど）やVRK1も同様に腫瘍形成能を持つことを確認した。③サイクリンD1遺伝子領域において、VRK1ノックダウンによるH2A-T120リン酸化レベルの低下とともにH2A-K119ユビキチン化が上昇することをクロマチン免疫沈降法で明らかにした。以上の結果は、H2Aのリン酸化・ユビキチン化両修飾制御バランスの破綻が癌化を誘導することを示唆する。
また当初の計画通りvrk1およびvrk1, usp21 (H2A脱ユビキチン化酵素)ノックアウトマウスの作製したが、VRK1欠失による不妊の原因を、生殖細胞の増殖・分化の過程で特定することや、生殖系列細胞においてVRK1およびUSP21によって転写がコントロールされる標的遺伝子を同定することはできなかった。
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