DNA損傷応答とクロマチン構造変化の連携の分子レベルでの理解

ヘテロクロマチンでは、その凝縮した構造からDNA上でおこるイベントに関与する因子はそのままの状態ではDNAにアクセスできず、クロマチン構造の再編がイベント毎に行われている。これまでに、ヘテロクロマチン因子HP1の新規結合タンパク質として見出したAHDC1は、ヘテロクロマチンの高次構造変換活性を有すること、液-液相分離による自己集合活性を有すること、結合因子としてDNA損傷修復に関わるSCAIや、修復時に働くクロマチンリモデリング複合体のコンポーネントであるARID1Aと結合することを明らかにしており、AHDC1はヘテロクロマチンとDNA損傷修復を結ぶのに重要な因子であると考えた。 本年度の研究により、AHDC1と結合しているARID1Aの結合タンパク質を網羅的に同定し、AHDC1、ARID1Aの双方向の共沈を確認することができた。その上で、AHDC1結合タンパク質のHP1、SCAI、ARID1Aについて、AHDC1上の結合部位を実験的に決定しようとし、AHDC1にはHP1結合部位が2箇所、SCAI結合部位は1箇所あることが明らかとなった。また、ARID1Aの結合に必要なAHDC1の領域も絞りこめている。加えて、マウス細胞のNIH3T3を用いて、AHDC1ノックアウト細胞を樹立し、表現型解析を行なった。AHDC1ノックアウト細胞は、自然発生的なgamma-H2AXの輝点が減少し、また、損傷誘発時の細胞周期遅延が見られなくなることから、AHDC1はDNA損傷の感知や損傷チェックポイントの活性化に関わることが示唆された。加えて、マウスNIH3T3のAHDC1ノックアウト細胞は、RNA FISH法によりサブセントロメア領域のmajor satellite non-cording RNAの量が増加する知見も得ており、ヘテロクロマチンの制御に関与する手がかりを得ている。

ヘテロクロマチンでは、その凝縮した構造からDNA上でおこるイベントに関与する因子はそのままの状態ではDNAにアクセスできず、クロマチン構造の再編がイベント毎に行われている。これまでに、ヘテロクロマチン因子HP1の新規結合タンパク質として見出したAHDC1は、ヘテロクロマチンの高次構造変換活性を有すること、液-液相分離による自己集合活性を有すること、結合因子としてDNA損傷修復に関わるSCAIや、修復時に働くクロマチンリモデリング複合体のコンポーネントであるARID1Aと結合することを明らかにしており、AHDC1はヘテロクロマチンとDNA損傷修復を結ぶのに重要な因子であると考えた。 本年度の研究により、AHDC1と結合しているARID1Aの結合タンパク質を網羅的に同定し、AHDC1、ARID1Aの双方向の共沈を確認することができた。その上で、AHDC1結合タンパク質のHP1、SCAI、ARID1Aについて、AHDC1上の結合部位を実験的に決定しようとし、AHDC1にはHP1結合部位が2箇所、SCAI結合部位は1箇所あることが明らかとなった。また、ARID1Aの結合に必要なAHDC1の領域も絞りこめている。加えて、マウス細胞のNIH3T3を用いて、AHDC1ノックアウト細胞を樹立し、表現型解析を行なった。AHDC1ノックアウト細胞は、自然発生的なgamma-H2AXの輝点が減少し、また、損傷誘発時の細胞周期遅延が見られなくなることから、AHDC1はDNA損傷の感知や損傷チェックポイントの活性化に関わることが示唆された。加えて、マウスNIH3T3のAHDC1ノックアウト細胞は、RNA FISH法によりサブセントロメア領域のmajor satellite non-cording RNAの量が増加する知見も得ており、ヘテロクロマチンの制御に関与する手がかりを得ている。