ヒストンH3-H4の解離制御と生理機能

様々なヒストン化学修飾は機能的なエピゲノム情報基盤として重要であるが、ヒストン分子交換も含めたクロマチン制御は非常にダイナミックである。このクロマチン動的制御の破綻は、ゲノム不安定化を誘引し、がんなどの多くの疾患との関連性も示唆されている。本研究「ヒストンH3-H4の解離制御と生理機能」では、申請者が見いだした新規H3結合因子Mlo2が安定なヒストンH3-H4を解離させる活性を持つことに焦点を当て、クロマチン動的制御と細胞機能との連携システムの解明を目指すものである。令和3年度より、分裂酵母Mlo2 C末端領域（CTD）の点変異体の過剰発現時の表現型および二量体形成、ヒストンH3との結合活性について解析を進めている。二量体形成部位の変異はMlo2過剰発現時の増殖阻害を抑圧すること、さらにH3結合に重要であることを明らかにした。また、ヒストンH3において、H4との相互作用部位であるY99がMlo2結合にも重要であることを明らかにした。令和4年度には、Mlo2 CTD二量体形成について、ゲル濾過カラム分画法だけでなく、グリセロール密度勾配遠心法においても確認できた。さらに、全長Mlo2について解析を進めたところ、二量体化するC末端領域だけでなく多量体など様々な形態をとりうることが示唆された。今後、Mlo2の形態とヒストン結合との関連性について解析を進める予定である。また、ヒストンH3およびH3-H4同時過剰発現系をもちいて、ヒストン量的制御の分子機構解析を進めた。分裂酵母でヒストンH3の過剰発現は増殖阻害を起こし、H3-H4同時過剰発現は非常に強い増殖阻害を起こした。しかし、H3 N末端テイルやH4結合部位の変異体の過剰発現では、増殖阻害を抑圧することを明らかにした。Mlo2との関連性も含め、ヒストンバランス破綻時の危機管理システムについて明らかにしていきたい。

様々なヒストン化学修飾は機能的なエピゲノム情報基盤として重要であるが、ヒストン分子交換も含めたクロマチン制御は非常にダイナミックである。このクロマチン動的制御の破綻は、ゲノム不安定化を誘引し、がんなどの多くの疾患との関連性も示唆されている。本研究「ヒストンH3-H4の解離制御と生理機能」では、申請者が見いだした新規H3結合因子Mlo2が安定なヒストンH3-H4を解離させる活性を持つことに焦点を当て、クロマチン動的制御と細胞機能との連携システムの解明を目指すものである。令和3年度より、分裂酵母Mlo2 C末端領域（CTD）の点変異体の過剰発現時の表現型および二量体形成、ヒストンH3との結合活性について解析を進めている。二量体形成部位の変異はMlo2過剰発現時の増殖阻害を抑圧すること、さらにH3結合に重要であることを明らかにした。また、ヒストンH3において、H4との相互作用部位であるY99がMlo2結合にも重要であることを明らかにした。令和4年度には、Mlo2 CTD二量体形成について、ゲル濾過カラム分画法だけでなく、グリセロール密度勾配遠心法においても確認できた。さらに、全長Mlo2について解析を進めたところ、二量体化するC末端領域だけでなく多量体など様々な形態をとりうることが示唆された。今後、Mlo2の形態とヒストン結合との関連性について解析を進める予定である。また、ヒストンH3およびH3-H4同時過剰発現系をもちいて、ヒストン量的制御の分子機構解析を進めた。分裂酵母でヒストンH3の過剰発現は増殖阻害を起こし、H3-H4同時過剰発現は非常に強い増殖阻害を起こした。しかし、H3 N末端テイルやH4結合部位の変異体の過剰発現では、増殖阻害を抑圧することを明らかにした。Mlo2との関連性も含め、ヒストンバランス破綻時の危機管理システムについて明らかにしていきたい。