特定のヘテロクロマチン領域を認識し遺伝子発現を制御するメカニズムの解明

エピジェネティックな発現調節の１つとして、クロマチンが凝集したヘテロクロマチン構造が形成されると、内部に存在する遺伝子の発現が抑制されることが知られている。しかし、ヘテロクロマチン構造の確立メカニズムに関しては世界中で研究されているが、本研究の目的でもある分裂を繰り返す過程で、ヘテロクロマチン構造が揺らぐことによって起こるエピジェネティックな発現制御機構に関しては未だ報告されていない。また、現在までに世界中の研究者によって細胞内の状態変化や外的要因等でエピジェネティックな発現状態が変化すること、エピジェネティックな発現制御は DNA やヒストンの修飾状態によるクロマチン構造変化によって起こることは明らかになってきたが、細胞が細胞内の状態変化あるいは外的刺激により、特定のクロマチン構造のみを変化させる間をつなぐタンパク質やメカニズムは分かっていない。本研究では、ヘテロクロマチン領域近傍に存在し、ヘテロクロマチン領域が変動し発現が誘導される遺伝子に注目し、破壊株を用いた解析やランダムに変異を導入する解析手法を用い、エピジェネティクス研究分野で未だ解明されていない細胞内の状態変化を感知し特定のクロマチン構造を変化させるまでの間を繋ぐタンパク質を同定し、必要に応じたヘテロクロマチン領域の変化による新規遺伝子発現制御機構の分子レベルでのメカニズム解明を目指す。昨年度の解析により、新規のヘテロクロマチン領域制御因子を同定し、また、スクリーニングにより複数のエピジェネティックな発現状態に異常を示す酵母株を分離することに成功した。今年度は我々が独自に確立した一細胞追跡システムを用い、エピジェネティックな発現がどのタイミングでどのような因子により制御されているかを明らかにする。

エピジェネティックな発現調節の１つとして、クロマチンが凝集したヘテロクロマチン構造が形成されると、内部に存在する遺伝子の発現が抑制されることが知られている。しかし、ヘテロクロマチン構造の確立メカニズムに関しては世界中で研究されているが、本研究の目的でもある分裂を繰り返す過程で、ヘテロクロマチン構造が揺らぐことによって起こるエピジェネティックな発現制御機構に関しては未だ報告されていない。また、現在までに世界中の研究者によって細胞内の状態変化や外的要因等でエピジェネティックな発現状態が変化すること、エピジェネティックな発現制御は DNA やヒストンの修飾状態によるクロマチン構造変化によって起こることは明らかになってきたが、細胞が細胞内の状態変化あるいは外的刺激により、特定のクロマチン構造のみを変化させる間をつなぐタンパク質やメカニズムは分かっていない。本研究では、ヘテロクロマチン領域近傍に存在し、ヘテロクロマチン領域が変動し発現が誘導される遺伝子に注目し、破壊株を用いた解析やランダムに変異を導入する解析手法を用い、エピジェネティクス研究分野で未だ解明されていない細胞内の状態変化を感知し特定のクロマチン構造を変化させるまでの間を繋ぐタンパク質を同定し、必要に応じたヘテロクロマチン領域の変化による新規遺伝子発現制御機構の分子レベルでのメカニズム解明を目指す。昨年度の解析により、新規のヘテロクロマチン領域制御因子を同定し、また、スクリーニングにより複数のエピジェネティックな発現状態に異常を示す酵母株を分離することに成功した。今年度は我々が独自に確立した一細胞追跡システムを用い、エピジェネティックな発現がどのタイミングでどのような因子により制御されているかを明らかにする。