Revealing the molecular mechanisms underlying constitutive heterochromatin transition during cellular differentiation

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K23724
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0701:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: NISHIBUCHI GOHEI 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 助教 (50846508)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2021-03-31
• Keywords: ヘテロクロマチン

Outline of Final Research Achievements

Eukaryotic genomic DNA forms a chromatin structure to pack into the nucleus, and non-transcriptional regions and repetitive sequences are forming repressive chromatin structure called heterochromatin. In this study, I established new biotechnological tools to reveal the molecular mechanisms of the changes in site-specific heterochromatin structure during cellular differentiation. At first, I constructed a reporter assay system to examine the heterochromatin structure establishment and succeeded to confirm transcriptional suppression activity by recruiting heterochromatin factors at reporter gene region. In addition,I established the cell line for site-specific proteomics using the dCas9-APEX method to reveal the heterochromatin binding proteins.

Free Research Field

エピジェネティクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

真核生物は、使用する遺伝子の種類を細胞分化や発生の過程で巧みに使い分けることで複雑な個体を完成させている。可変的かつ安定的な遺伝子発現環境の構築のためにクロマチン構造を形成しているが、その制御メカニズムについては未だ不明な点が多い。本研究では、その中でも抑制されたクロマチン構造がいかにして安定的に維持できるのか、またダイナミックに変化できるのかについて検証するための実験系の構築を行った。その結果として、遺伝子制御に寄与するヘテロクロマチン関連タンパク質の同定とその評価システムを完成することができ、今後この手法を活用することで、遺伝情報の遷移機構についてより理解を深めることができると考えられる。