ポリＡＤＰリボシル化によるクロマチン構造制御の包括的理解と分子メカニズム解析

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本研究の目的は、次世代シーケンサーを用いたPAR化修飾によるクロマチン構造制御が関わる生命現象の探索と、その分子メカニズムの解明である。この目的のため、PARとの結合が報告されているタンパク質ドメインであるマクロドメインを持つヒトHistone macroH2A1.1遺伝子からマクロドメインを取り出し、これに免疫沈降をおこなうためのmycタグをつけたPARプローブを作製してChIP-seq実験を行って、ゲノム上のPAR化領域の分布を示すデータを得た。このデータを詳細に解析したところ、PARは遺伝子の転写開始位置に強く分布すること、また遺伝子の転写レベルに応じて遺伝子上で異なる分布を示すことが明らかになった。これらのデータについて、実際にPAR化がmRNAの発現量に影響を与えているかをRNA-seq実験によって確認した。また、PAR化が転写を制御するメカニズムについてより深く探索するため、単離した核から調整した核抽出液を用いてin vitroでテンプレートDNAからの転写を再構成した実験系を構築し、この実験系を用いてPAR化がこのテンプレートの転写にどのような影響を与えるかを検討した。その結果、PAR化はテンプレートの転写を促進する方向に働くことが分かった。さらにPARG阻害剤によってPAR化を過剰に促進させたところ、逆に今度は転写が阻害される様子が観察された。このことは、ChIP-seq解析によって得られた、転写が活性化している遺伝子ではタンパク質のPAR化とPARGによるPARの分解がともに高い活性を持つという事実と一致した。