GTP 枯渇に応答したエピジェネティックな遺伝子発現制御機構の解明

阐明响应 GTP 耗竭的表观遗传基因表达控制机制

• 批准号: 21J15569
• 负责人: 綾野 貴仁
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: University of Fukui
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J15569/
• 关键词: エピジェネティクス; IMD2; GTP; ヘテロクロマチン; シングルセル

エピジェネティクス研究において、真核生物では環境の変化に応答し、DNAのメチル化やヒストンの翻訳後修飾によりクロマチン構造が変化することで、クロマチン領域近傍の遺伝子発現が制御されることが明らかにされてきた。しかし、環境の変化からエピジェネティックな修飾が誘導され、クロマチン構造が変化し、遺伝子の発現状態が変化するまでの詳細なプロセスは未だに分かっていない。また、近年では細胞集団において、細胞ごとに異なる遺伝子発現パターンを示す亜集団の存在が報告されているが、集団において一部の細胞が異なる遺伝子発現を示すメカニズムや生物学的な意義はほとんど解明されていない。本研究では、エピジェネティックな制御が誘導された後、染色体上の遺伝子の発現状態が変動するまでに関わる因子の特定、また細胞集団内に存在する表現型の異なる亜集団が発生する細胞間不均一性制御機構の解明を目的とした。モデル生物として出芽酵母を用い、ヘテロクロマチン領域の制御下にある遺伝子が、細胞集団において不均一な表現型を示す要因としてGTPに注目し、生体内GTPレベルの減少により発現誘導される遺伝子IMD2を標的とした。また、細胞間で異なる表現型を1細胞レベルで追跡し、不均一な表現型が生じるメカニズムの解析を行った。現在、IMD2領域の不均一な発現状態は様々なヒストン修飾因子やGTP濃度の変化によって調節されることを明らかにした。特にいくつかのヒストン修飾因子ではGTP濃度の減少時に影響する因子、GTPが枯渇していない生理的条件下でIMD2の発現量を変化させる因子等、異なる条件でIMD2領域の制御に関わる因子を同定した。一細胞追跡実験では、細胞間不均一性がGTP量とヒストン修飾因子のバランスによって制御されており、単純にGTP量の変化や、ヒストン修飾の変化だけが細胞間で異なる表現型を調節しているわけではないことを明らかにした。

In eukaryotic organisms, the evolution of the environment, the transformation of DNA, the post-translational modification of DNA, the evolution of DNA, the development of DNA near the domain, and the control of DNA. The environment changes, the environment changes. In recent years, the existence of cell clusters, cell diversity and gene discovery has been reported, and some cell diversity and gene discovery have been reported. The purpose of this study is to clarify the mechanism for regulating the development of intercellular heterogeneity by regulating the expression status of genes on chromosomes after induction and by determining the specific factors involved and the phenotypic differences existing in cell populations. In vivo, the expression of GTP was reduced, and the expression of IMD2 was induced. The analysis of cellular heterogeneity and heterogeneities is carried out. Now, IMD2 domain heterogeneous occurrence state change, change of GTP concentration, change of GTP concentration. In particular, the modification factors are factors affecting the reduction of GTP concentration, factors affecting the production of IMD2 under physiological conditions, and factors affecting the regulation of IMD2 under different conditions. A cell traces the heterogeneity between cells, and the regulation of GTP levels and gene modifiers, and the regulation of GTP levels between cells.

项目成果

出芽酵母のテロメア近傍におけるヘテロクロマチン領域制御機構の一細胞解析

酿酒酵母端粒附近异染色质区域调控机制的单细胞分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Shogo Kawamura;Rui Sun;Yoshihiro Yoshitake;Ryunosuke Kusunoki;Ryuichi Nishihama;Shohei Yamaoka;Takayuki Kohchi;中村悦郎，本田悠将，景山陽一，廣瀬聡;綾野貴仁
• 通讯作者: 綾野貴仁

一細胞におけるヘテロクロマチン領域変動メカニズムの解明

阐明单细胞异染色质区域变异的机制

• 发表时间: 2021
• 作者: 綾野貴仁

テロメア近傍におけるヘテロクロマチンにより制御される遺伝子の機能解析

端粒附近异染色质调控基因的功能分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Lyu Zhaoqing;Soleman Sani Rachman;Fujitani Tomoko;Fujii Yukiko;Mahmoud Manal A. M.;Harada Kouji H.;中村悦郎，景山陽一，廣瀬聡;綾野貴仁
• 通讯作者: 綾野貴仁

テロメア近傍におけるGTP依存的なヘテロクロマチン領域制御機構の一細胞解析

端粒附近GTP依赖性异染色质区域调控机制的单细胞分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 綾野貴仁;沖昌也
• 通讯作者: 沖昌也

テロメア近傍におけるヘテロクロマチン領域制御機構の一細胞解析

端粒附近异染色质区域调控机制的单细胞分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Eita Shimokawa;Shogo Kawamura;Rui Sun;Kaori Suzuki;Yoshihiro Yoshitake;Yukiko Yasui;Ryuichi Nishihama;Shohei Yamaoka;Kiyoshi Mashiguchi;Shinjiro Yamaguchi;Takayuki Kohchi;E. Nakamura，Y. Kageyama，S. Hirose;綾野貴仁
• 通讯作者: 綾野貴仁