パイオニア因子によるエンハンサー制御機構の解明

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受精後の初期発生過程では、母性因子に依存した遺伝子発現からZygoticな転写へと移り変わる極めてダイナミックな遺伝子発現プログラムの変化を経る。つまり、受精時に不活性化されていたエンハンサー群が、初期発生のある段階において一挙に活性化される。この過程では、パイオニア因子と呼ばれる転写因子がエンハンサー上に結合することがその第一段階であると考えられている。ショウジョウバエ初期胚では、Zinc-fingerタンパク質であるZeldaと呼ばれるパイオニア因子がエンハンサーへ直接結合し、発生段階に応じて転写活性をオンにする”分子タイマー”として機能する。Zeldaはヌクレオソームを解きほぐし開いたクロマチン状態を作り出すことで、他の転写因子の呼び込みを促進しエンハンサーを活性化するというモデルが提唱されている。本研究では生きたショウジョウバエ初期胚を用いて、Zeldaに依存した転写活性化メカニズムのライブイメージング解析を行った。その結果、エンハンサー以外の位置に存在するZelda結合部位も、転写活性化のタイミング制御において極めて重要な機能を担うことが明らかとなった。特にプロモーター領域にZeldaが結合することで、初期胚における同調的な転写活性化が促進された。このことは、転写開始点近傍において“開いた”クロマチン状態を形成することが、エンハンサー・プロモーター相互作用における律速段階になっていることを強く示唆している。