ヒストンH2AXによる遺伝子発現制御機構と新規ゲノム安定性機構ネットワークの解明

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DNA二本鎖切断修復において最も重要な役割を有するタンパク質の一つであるヒストンH2AXが、DNA損傷修復における足場的機能だけではなく、クロマチン制御による遺伝子発現制御機能も有することを示唆するデータが近年報告された。そこで我々は先行研究として、H2AX欠損細胞における遺伝子発現レベルの変化を、RNAシークエンスによって網羅的に解析した。その結果、驚くべきことに、DNA損傷の相同組換え修復に関与する遺伝子の発現が有意に上昇していることが明らかとなった。さらに、これら修復関連遺伝子の発現制御を行う候補転写因子として、上皮間葉転換経路の転写因子などが同定された。そこで、本研究計画ではH2AXによる遺伝子発現制御を解明することを最終目的として、H2AXタンパク質のDNA損傷修復機構における新しい分子機能を明らかにし、DNA損傷修復経路と上皮間葉転換経路という発がんにおける重要な経路をつなぎ合わせる新しい分子ネットワークの存在を明らかにする。2022年度は以下に掲げる研究項目を実施し成果を得た。【H2AXによって発現制御をうける相同組換え関連タンパク質の明確化】H2AX欠損のヒト細胞およびマウス細胞において遺伝子レベルおよびタンパク質レベルで発現低下するタンパク質を同定した。加えて、H2AX過剰発現細胞における発現上昇をタンパク質レベルで確認し、H2AX依存的な遺伝子発現制御を明確化した。今年度は、それらの遺伝子プロモーター領域のクロマチン構造についてクロマチン免疫沈降法をもとに検討した結果、いずれのプロモーター領域もH2AX欠損細胞でアセチル化ヒストンレベルが高く検出され、昨年度までに研究と合わせて、H2AX依存的な相同組換え修復関連タンパク質の発現がクロマチン制御を介して行われていることが示された。