がん細胞で頑強に維持される超アセチル化エピゲノムを操作する

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本研究では、ヒストンが超アセチル化された特徴を持つスーパーエンハンサーのインフォマティクス解析と、薬剤投与およびゲノム編集による機能解析を通して、がん細胞株における幹細胞性の制御可能性を検討することを目的としている。本年度は、ヒストンH4の超アセチル化（H4K5acK8ac）を指標として昨年度までに同定したヒト膠芽腫細胞群における「スーパーエンハンサー」について、従来からのスーパーエンハンサーの同定基準の一つであるヒストンH3のK27アセチル化（H3K27ac）との対比による機能解析を進めた。H4K5acK8acと比べてH3K27acが優先的に濃縮しているスーパーエンハンサーのクロマチン領域をCRISPR/Cas9システムで選択的に除去し、この領域がヒト膠芽腫細胞株の幹細胞性と幹細胞制御遺伝子の発現に与える影響を定量的に解析した。その結果、検討した複数のクロマチン領域において、H3K27acと比べてH4K5acK8acが優先的に濃縮しているスーパーエンハンサーのクロマチン領域の除去と比較すると、膠芽腫の幹細胞性と幹細胞制御遺伝子の発現は影響を受けないことがわかった。これにより、スーパーエンハンサーを同定するためのクロマチンマークとしてH4K5acK8acがH3K27acと異なる有用性を持つことが明らかとなった。さらに、ヒストンH4のN末端テイルの特定のリジン残基を事前にアセチル化したヌクレオソームを調製し、ヒストンアセチル化酵素のp300のマルチドメインとアセチル化ヌクレオソームとの複合体化を検討することにより、両者の親和性について生化学的なアッセイを行った。