Analyzing the mechanism of X chromosome reactivation to generate iPSCs for regenerative medicine

昨年はXCR 開始領域の同定まで行った。この領域では、不活性化型アレルにおいても比較的オープンなクロマチン構造を取ることから、XCR はこの領域に転写因子が直接結合することにより引き起こされると考え、ChIP-Atlasというデータベースを用いて、この領域に結合する転写因子を確認し、6 つの XCR 誘導候補因子を得た。候補因子を shRNAによりノックダウンしながらXCRを誘導し、3つの遺伝子Nelfa, Otx2, Kdm1aをKDすることでXCRの開始が促進することを明らかにした。なお、これら因子の KD は XCR を促進するものの、多能性マーカー遺伝子の発現減少は引き起こさなかったことから、XCR の誘導は多能性に寄与しないと考えられる。本研究では、XCR により高い多能性が誘導されると考え、次のステップでは多能性の高い iPS 細胞が得にくいヒト細胞にて、人為的に XCR を誘導することを考えていた。しかし以上の結果を受けて、まず XCRが引き起こされる分子機構をマウス細胞にて明らかにすることにした。XCR はエピジェネティクス修飾等に深い関連があることより、Kdm1aに着目した。KDM1A は酵素として主に H3K4me2 の脱メチル化を担う一方、多くのタンパク質のプラットフォームとしても働き、構成する複合体により役割が大きく異なることが報告されている。KDM1A とよく協働することが知られている複合体を KD して iPS 細胞誘導を行ってもXCR を促進しなかった。KDM1A の酵素活性部位の阻害剤を処理しながら iPS 細胞誘導を行なったところ、XCR が有意に促進した。以上から、XCR に重要なのは KDM1A の酵素活性部位である。 つまり、XCR開始領域でのKDM1A結合の減少、エピジェネティック修飾の変化が、XCRを開始すると考えられる。

昨年はXCR 開始領域の同定まで行った。この領域では、不活性化型アレルにおいても比較的オープンなクロマチン構造を取ることから、XCR はこの領域に転写因子が直接結合することにより引き起こされると考え、ChIP-Atlasというデータベースを用いて、この領域に結合する転写因子を確認し、6 つの XCR 誘導候補因子を得た。候補因子を shRNAによりノックダウンしながらXCRを誘導し、3つの遺伝子Nelfa, Otx2, Kdm1aをKDすることでXCRの開始が促進することを明らかにした。なお、これら因子の KD は XCR を促進するものの、多能性マーカー遺伝子の発現減少は引き起こさなかったことから、XCR の誘導は多能性に寄与しないと考えられる。本研究では、XCR により高い多能性が誘導されると考え、次のステップでは多能性の高い iPS 細胞が得にくいヒト細胞にて、人為的に XCR を誘導することを考えていた。しかし以上の結果を受けて、まず XCRが引き起こされる分子機構をマウス細胞にて明らかにすることにした。XCR はエピジェネティクス修飾等に深い関連があることより、Kdm1aに着目した。KDM1A は酵素として主に H3K4me2 の脱メチル化を担う一方、多くのタンパク質のプラットフォームとしても働き、構成する複合体により役割が大きく異なることが報告されている。KDM1A とよく協働することが知られている複合体を KD して iPS 細胞誘導を行ってもXCR を促進しなかった。KDM1A の酵素活性部位の阻害剤を処理しながら iPS 細胞誘導を行なったところ、XCR が有意に促進した。以上から、XCR に重要なのは KDM1A の酵素活性部位である。 つまり、XCR開始領域でのKDM1A結合の減少、エピジェネティック修飾の変化が、XCRを開始すると考えられる。