ヒストンH3-T11リン酸化による遺伝子発現制御とヘテロクロマチン形成の解析

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本研究はピストンH3-T11のリン酸化が細胞周期関連遺伝子の発現クロマチン修飾を介した恒常的細胞周期停止機構を明らかにする目的で実施された。具体的に下記の研究成果を得た。1. ヒストンH3-T11を脱リン酸化する酵素として阻害剤を用いた研究からDNA損傷に反応したH3-T11の脱リン酸化を触媒する酵素がPP1である可能性が示唆された。また、この結果はPP1をsiRNA法にてノックダウンすることによっても証明された。2. PP1フォスファターゼには複数のアイソフォームが存在することが知られているが、H3-T11の脱リン酸化にはPP1ガンマーが特異的に関与することがアイソフォーム特異的なsiRNA法により明らかにした。3. DNA損傷に応答したPP1ガンマーの活性化機構について、ATR-Chk1経路が活性化された結果、Cdk活性が抑制されPP1ガンマー分子のT311が脱リン酸化されることで活性化されることを明らかにした。4. Cdk依存的なリン酸化以外にPP1ガンマー活性を制御する因子がNIPP1であることを同定した。MPP1とPP1ガンマーとの結合はDNA損傷に反応して解離することも明らかになった。5. DNA損傷に反応したE2F標的遺伝子の発現抑制は、E2Fプロモータ上でのChk1-GCN5複合体とPP1ガンマーHDAC3-pRb複合体の動的な置き換わりにより制御されていることが明らかとなった。これらの研究成果より、DNA損傷に応答した細胞増殖関連遺伝子の発現抑制の分子機構が明らかになり、早期細胞老化誘導機構解明への手がかりが得られたものと思われる。