アポトーシスのクロマテン凝縮におけるリン酸化ヒストンドメインの機能

7年度は主にHL-60細胞のアポトーシスおいて、1)DNAの断片化が実際にヌクレオソーム構造に由来するか否か、2)ヌクレオソーム蛋白の特異的なリン酸化、について詳細に分析し、種々のアポトーシスにおけるそれらのリン酸化の普遍性、そのリン酸化サイト及び、リン酸化に係わるリン酸化酵素、について解析した。その結果:1。アポトーシス細胞では、通常in vivoではリン酸化されないヒストンH2Bがリン酸化され、染色体凝縮期(M期)のみに見られるH3のリン酸化が低レベル生じていた。これらのリン酸化は、誘導源(VP-16等の抗がん剤,Fas抗原,脱リン酸化酵素阻害剤),細胞種(HL-60, HeLa, thymocyte),動物種(human, rat),の違いを越えて観察された。2。これらのアポトーシスに特異的なH2Bリン酸化部位は塩基性の高い領域にあり、N末端側のグロビュラー構造に隣接するドメインにあるSer残基であった。3。このH2Bのサイトをリン酸化する酵素は不明だが、in vitroでは、Cキナーゼによってリン酸化されるサイトの一つであることが分った。一方、H3のリン酸化はM期にリン酸化されるサイト(Ser10)以外の数カ所がリン酸化されていた。4。また、アポトーシス細胞から分離された可溶化クロマチンにおいてもDNAラダーが見られ、H1と結合したヒストン8量体と複合体を作り、ヌクレオソーム構造を維持していた。したがって、これらのDNAの断片の多くは断片化ヌクレオソームに由来すると考えられた。

7年度は主にHL-60細胞のアポトーシスおいて、1)DNAの断片化が実際にヌクレオソーム構造に由来するか否か、2)ヌクレオソーム蛋白の特異的なリン酸化、について詳細に分析し、種々のアポトーシスにおけるそれらのリン酸化の普遍性、そのリン酸化サイト及び、リン酸化に係わるリン酸化酵素、について解析した。その結果:1。アポトーシス細胞では、通常in vivoではリン酸化されないヒストンH2Bがリン酸化され、染色体凝縮期(M期)のみに見られるH3のリン酸化が低レベル生じていた。これらのリン酸化は、誘導源(VP-16等の抗がん剤,Fas抗原,脱リン酸化酵素阻害剤),細胞種(HL-60, HeLa, thymocyte),動物種(human, rat),の違いを越えて観察された。2。これらのアポトーシスに特異的なH2Bリン酸化部位は塩基性の高い領域にあり、N末端側のグロビュラー構造に隣接するドメインにあるSer残基であった。3。このH2Bのサイトをリン酸化する酵素は不明だが、in vitroでは、Cキナーゼによってリン酸化されるサイトの一つであることが分った。一方、H3のリン酸化はM期にリン酸化されるサイト(Ser10)以外の数カ所がリン酸化されていた。4。また、アポトーシス細胞から分離された可溶化クロマチンにおいてもDNAラダーが見られ、H1と結合したヒストン8量体と複合体を作り、ヌクレオソーム構造を維持していた。したがって、これらのDNAの断片の多くは断片化ヌクレオソームに由来すると考えられた。