細胞分化・細胞増殖のリセット制御機構の解析

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出芽酵母の二倍体細胞は減数分裂を行い、環境条件に耐性を持つ一倍体の子嚢胞子を形成する。この過程は、栄養増殖細胞が細胞形態のまったく異なる胞子へと変化する、酵母の細胞分化の過程で、定常期(静止期)の細胞で窒素源の枯渇が起きたときに開始し、500以上の胞子形成特異的な遺伝子が一定の順序で逐次的に発現することによって進行する。本研究は、出芽酵母をモデルとし、増殖から分化への切り替わりの機構を明らかにすることを目的としている。本年度の研究では、以下の点を明らかにした。(1)分化開始のキー遺伝子であるIME2の転写開始の制御における、クロマチン構造変換の機構を解析し、転写因子Ime1が結合するURS1配列の領域でのヒストンアセチル化がIme1の安定な結合に働き、きらにIme1がクロマチン再編因子RSCをリクルートしてTATA配列をマスクしていたヌクレオソームを移動させることで転写が開始することを明らかにできた。(2)URS1配列の領域のヒストンアセチル化は、ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)の存在下に起こることを発見し、この機構を解析した結果、HDACの活性を抑圧する機構が働いてヒストンアセチル化レベルの上昇が起こることを明らかにした。またこのHDACの構成的な存在は、IME2の発現のタイミングの決定に重要な働きをしていることを明らかにした。