細胞記憶の揺らぎとその補正機構の解明

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今年度はこれまでの転写メカニズムの概念を超える新規概念を導くきっかけがつかめた。樹立したES細胞におけるレチノイン酸応答、およびマウスの表現型やin situ hybridizationの結果から、ASH1Lによるメチル化は意外にもHox遺伝子発現の維持には必要ないが、細胞のレチノイン酸応答の感度のみに異常が疑われた。このことは同じtrxGであるMLL1と比較して根本的に機能が異なることを示唆している。ASH1Lのin vitroにおけるメチル化活性においては世界的にまだコンセンサスが得られていない(H3K4? or H3K36?)。これを解決すべく、活性ドメインを含んだ組み換えタンパク質を大腸菌で発現させ、ヒストンH3K36を特異的にメチル化することを確認できた。さらにES細胞のクロマチン解析を行い、in vivoにおいてもASH1LがヒストンH3K36を特異的にジメチル化することを確認した。一般的にヒストンH3K36のメチル化は転写の結果と考えられているが、今回我々はこれを覆すデータを取得することができた。すなわち、我々はDRBというP-TEFb活性阻害剤を用いることによりRNAポリメラーゼIIのS2リン酸化を阻害し、ASH1Lによるヒストンのメチル化がRNAポリメラーゼIIのS2リン酸化の前に起こることを証明できた。さらにヒストンH3K36のメチル化とRNAポリメラーゼIIのS2リン酸化の間には、ヒストンH4K16のアセチル化が関わっていることがわかってきた。すなわち、ヒストンH3K36のメチル化、ヒストンH4K16のアセチル化、RNAポリメラーゼIIのS2リン酸化というように、タンパク質修飾カスケードが存在することがわかったのである。