2023 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the mechanism of heterochromatin-dependent transcriptional activation in piRNA clusters
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20K06596
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Geriatric Hospital and Institute of Gerontology |
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Principal Investigator |
佐藤 薫 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (20548507)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | Piwi / piRNA / piRNAクラスター / ヘテロクロマチン / ヒストン / エピジェネティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
piRNAは生殖組織特異的に産生される小分子RNAであり、トランスポゾンの発現を負に制御することで、それらのゲノムへの侵略を防ぎ、生殖ゲノムの品質管理を担う。piRNA産生に異常が生じると不稔となり、種の保存は成立しなくなる。piRNAは、piRNAクラスターと呼ばれるトランスポゾン断片が集積したゲノム領域から転写される。ショウジョウバエ卵巣では特に、Dual-strandクラスターと呼ばれるpiRNAクラスターが活性化しており、そのゲノム領域はヘテロクロマチンヒストンマークH3K9me3に富むが、HP1aパラログであるRhiタンパク質が相互作用することで転写が活性化されている。しかし、その転写活性化の作用機序は不明な点が多い。本研究では、その仕組みを明らかにするために、Rhiが発現してないショウジョウバエ卵巣性体細胞由来培養細胞Ovarian Somatic Cells (OSCs)を用いたゼロベースでのゲノム条件下においてRhiおよび核内piRNA因子群を異所的に発現させた人工的な実験系を用いて、Rhi相互作用ゲノム部位の同定、および、Dual-strandクラスターの転写活性化に最低限必要な遺伝子セットの同定を進めた。まず、Rhi相互作用ゲノム部位の同定のため、OSCにおけるRhiの安定発現細胞株の作成を行い、いくつかのモノクローナル細胞を樹立し、Rhiの安定発現が検出できた。また、Dual-strandクラスターの発現に関与するRhi、Del、CuffのRDC複合体、Moon/TRF2/TFIIA-Sのうち、Rhi以外に発現がみられないMoonやRhi顆粒の強化に関与することが示唆されたDelについても共発現させることでDual-strandクラスターの発現解析を進めた。
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