In situエピジェネティクス：分化・発生のH3K27me3機能解析の新戦略

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ヒストンH3の27番目のリジンのトリメチル化(H3K27me3)によるエピジェネティック制御は分化・発生に伴う遺伝子の使い分けの基盤として重要視されているが、従来の研究ではゲノム上の特定の領域のH3K27me3(in situ H3K27me3)が対応する遺伝子の制御に本当に関与しているのか、重要なのはH3K27me3ではなくPRC2の非触媒性機能ではないか、という問題が放置されていた。本研究では「ゲノム上の特定の領域のH3K27me3の機能解析（in situエピジェネティクス）」の手法を確立し、細胞分化に伴うNodal遺伝子のH3K27me3による制御機構の解明を目指している。H3K27me3とPRC2自身のどちらが機能に必要なのかを調べるために、H3K27me3の機能とPRC2の非触媒性の機能を独立にON・OFF可能なES細胞（PRC2スイッチES細胞）の作出を進めている。PRC2は触媒サブユニットとしてEZH2とEZH1のどちらか一つを含む。当初計画では内在性のEZH2をAID法により分解除去する予定だったが、最近、分解効果と特異性の高いAID2法が発表されたため、こちらを採用することとした。OsTIR（F74G）の発現カセットと酵素活性を持たないEZH2変異体のTet-ON発現カセットをROSA26領域にノックイン導入したES細胞株を樹立した。本研究において開発されたノックイン新手法（BiPoD法）は2領域への同時両アリルノックインが可能である。ES細胞の分化能を保つためには、細胞株樹立に要する時間は短いほど望ましい。そこでEzh1遺伝子全長の欠失とEzh2 C末端へのAIDタグの挿入を同時に行えるか、条件を検討した。