高等真核細胞のクロマチン構造動態とゲノム機能発現制御機構の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13206067
• Research Institution: 宮崎医科大学
• Principal Investigator: 中山 建男 宮崎医科大学, 医学部, 教授 (60031712)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 菊池 秀彦 宮崎医科大学, 医学部, 助手 (10301384) ; 武知 進士 宮崎医科大学, 医学部, 助手 (10222100)
• Keywords: クロマチン構造 / ヒストン / ヒストン修飾酵素 / ジーンノックアウト法 / クロマチン会合 / 細胞周期 / 細胞増殖

Research Abstract

本研究はジーン・ノックアウト法を用いて、ヒストンのアセチル化、脱アセチル化に関与するHAT, HDACやクロマチンアセンブリーファクター(CAF-1)の欠損DT40変異株を系統的に作成し、ゲノム機能発現に係わるこれら核蛋白質の機能を網羅的に解析することを目的とし、以下の成果を得た。
1、nuclease高感受性で解析したところ、IgM H-chain geneの関与するクロマチン構造は野生株と比較してΔHDAC-2では弛緩していた。
2、ΔGCN5ではbcl-2,bcl-xL, cyclin D2,cyclin D3,PCNAなどの細胞周期関連遺伝子群の発現量が変化し、G1/S期の遅延が認められた。
3、GCN5欠損はPCAFの増大を伴い、この2つは機能を相補できることなどを明らかにした。さらに、PCAF, GCN5のダブルホモ変異株は作成できず、これらは細胞の生存に必須であることが示唆された。
4、HDAC-1,2それぞれの単独ホモ変異株は容易に作成できたが、ダブルホモ変異株は作成できず、これらはHDAC-3とは異なる経路で細胞の生存に係っていることが示唆された。
5、CAF-1p48のtet-responsiveなホモ変異株は新生DNA鎖上のヌクレオソーム形成能低下やセントロメア構築の変化、染色体の過凝縮や脱落などを伴って、死滅する。さらに、CAF-1p150のtet-responsiveなホモ変異株も同様の諸性質を示した。

Research Products

• [Publications] Ahmad, A: "Leucine zipper motif of chicken histone acetyltrans ferase-1 is essential for in vivo and in vitro interactions with the p48 subunit of chicken chromatin"Nucleic Acids Res.. 29-3. 629-637 (2001)
• [Publications] Nakayama, T.: "Participation of histones and histone-modifying enzymes in cell functions through alterations in chromatin structure"J. Biochem.. 129-4. 491-499 (2001)