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

通过组蛋白H2AX阐明基因表达控制机制和新型基因组稳定性机制网络

基本信息

批准号：
20H04331
负责人：
中村麻子
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Ibaraki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

近年来已经报道了数据表明，组蛋白H2AX是DNA双链破裂修复中最重要的蛋白质之一，不仅在DNA损伤修复中具有脚手架功能，而且还具有通过染色质蛋白控制来调节基因表达的功能。因此，作为先前的研究，我们通过RNA测序全面分析了H2AX缺陷细胞中基因表达水平的变化。结果令人惊讶地表明，与DNA损伤的同源重组修复有关的基因的表达显着增加。此外，上皮间充质转变途径的转录因子已被确定为调节这些与这些修复相关基因表达的候选转录因子。因此，以H2AX阐明基因表达调节的最终目标，该研究计划将揭示H2AX蛋白的DNA损伤修复机理中的新分子功能，并揭示存在将DNA损伤修复途径与上皮层间质膜过渡途径连接起来的新分子网络的存在。在2022财年，我们进行了以下研究项目并取得了成果。 [在H2AX缺陷型的人和小鼠细胞中鉴定出了由H2AX控制的同源重组相关的蛋白质的同源重组相关蛋白]，这些蛋白质在基因和蛋白质水平上降低。此外，在蛋白质水平上证实了H2AX过表达细胞中表达的增加，从而阐明了H2AX依赖性基因表达控制。今年，我们使用染色质免疫沉淀研究了这些基因启动子区域的染色质结构，并发现在H2AX缺陷型细胞中检测到乙酰化组蛋白水平，并且截至去年截至去年，通过染色质蛋白的控制表达了H2AX依赖性同源性重组修复相关蛋白。