エピジェネティカルな遺伝子制御に関わる新規転写統合装置複合体による発癌機構の研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15023255
• Research Institution: St. Marianna University School of Medicine
• Principal Investigator: 中島 利博 聖マリアンナ医科大学, 難病治療研究センター, 助教授 (90260752)
• Keywords: エピジェネティクス / DNAメチル化 / 遺伝子発現制御 / RNAヘリケースA / MBD2 / 発癌 / CREB転写 / 転写活性化・抑制化

Research Abstract

発生分化、および発癌において遺伝子の変異を伴う質的な変化とともに、遺伝子の変異を伴わない遺伝子発現の量的変化(エピジェネティックな変化)が重要である。DNAのメチル化によるエピジェネティックな遺伝子発現の制御は転写因子CREBの結合配列であるCRE配列においても見出され、CREのメチル化・脱メチル化が転写抑制化、活性化と強く相関することが報告されていた。本研究ではこのエピジェネティックな転写制御に関わると考えられたRNAヘリケースA(RHA)とメチル化DNAに結合する転写抑制因子MBD2に着自しその機能解析を行なった。
試験管内,培養細胞内における結合実験の結果、MBD2aとRHAとが結合すること、および、その結合部位も明らかにした。次に、CRE転写におけるMBD2aの機能をレポーターアッセイにて検討した結果、MBD2aはメチル化レポーターの場合にはその活性を強く抑制した。一方で、非メチル化レポーターの場合にはその活性を増大させ、RHAと協調的に非メチル化レポーターを活性化することを見出した。複合体解析によりMBD2aは転写抑制型複合体に含まれるだけでなく、RHAを介して転写活性化複合体とも相互作用することを明らかにした。さらに、RHA/MBD2a複合体がクロマチン化されたCREB標的遺伝子を活性化し、かつ、CRE上にリクルートされることを示した。
本研究では、これまでメチル化DNAからの転写を抑制することが報告されていたMBD2aが非メチル化CREに対しては転写を活性化するという新しい機能を見出した。上記の結果から、発生分化、発癌、細胞周期に伴うCREのメチル化・脱メチル化により、MBD2a/RHA複合体が転写抑制化、および、活性化に機能するという新規エピジェネティック遺伝子発現モデルを提唱した。今後、このモデルの検証を通して発癌の分子メカニズムを解明する。

Research Products

• [Publications] FUjita H., et al.: "Antithetic effects of MBD2a on gene regulation"Molecular and Cellular Biology. 23. 2645-2657 (2003)
• [Publications] Aratani. et al.: "Aromatic residues are required for RNA helicase A mediated transactivation."Int.J.Mol.Med.. 12. 175-180 (2003)