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クロマチンの動的変化を伴う遺伝子発現制御機構の解明

阐明伴随染色质动态变化的基因表达控制机制

基本信息

批准号：
04J54211
负责人：
村上和弘
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Tottori University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

ヒト11p15.5領域の刷り込みクラスター内に存在するLIT1遺伝子の発現動態解析、周辺遺伝子の発現制御機構および制御に関与する分子の同定を目指した。当研究室において単離されたLIT1は、約80kbの長さで父方由来染色体特異的に転写され、non-coding RNAとして機能を持つ事が示唆されている。また、ヒト11番染色体を保持するハムスター由来細胞を用いた解析より、LIT1はクラスター内の遺伝子発現をシスに制御する刷り込みセンターとして重要な機能を持つことが示されている。近年、周辺遺伝子の発現制御にはLit1 RNAが必須であること、制御に伴い周辺領域のDNA methylation状態、Histone修飾状態が変化することが示されているが、Lit1 RNAが周辺遺伝子の発現をシスに制御する機構、制御に関わる因子の解明には到っていない。まず、我々はRNAFISH法を用いてヒト正常細胞株におけるLIT1 RNAの詳細な核内発現動態の解析を行った。その結果、LIT1 RNAは90%以上の高頻度で核内に確認された。また、RNAIDNA FISH法を用いて種々のがん細胞株、BWS患者由来細胞株でLIT1 7RNAの発現異常が高頻度で生じている事を明らかにした。これらの結果により、LIT1 RNAが細胞周期を通して安定に核内に集積することで周辺遺伝子の制御を行う可能性が示唆された。次に、LIT1 RNAが集積している詳細な領域を解析するためにChromatin fiberに対してRNA FISHを行い、クロマチン上に集積するLIT1 RNA分子の検出に成功した。また、ISH法とChIP法を組み合わせた新たな方法を確立し、LIT1転写領域外のLIT1 RNAにより発現制御を受ける遺伝子領域(KCNQ1DN、CDKN1C)にLIT1 RNAが集積する事を確認した。これらの結果により、LIT1 RNAが制御遺伝子領域のクロマチン上に集積することで、遺伝子の発現をシスに制御することが示された。これまでにLIT1 RNA同様の制御機構を持つRNAとしてXisfがよく知られており、Aist RNAの発現制御に伴いDNAmethylation状態、Histone修飾状態、polycomb、BRCA1等の因子が関与することが明らかとなっている。我々が得た結果より、LIT1 RNAによる周辺遺伝子の制御に関しても同様な因子の関与が推測された。

Dynamic analysis of LIT1 gene expression, mechanism of gene expression control and molecular identity control related to LIT1 gene expression in 11p15.5 domain When LIT1 was isolated in the laboratory, it was approximately 80kb long, and the paternal origin of chromosome-specific RNA was expressed in non-coding RNA. The gene expression in LIT1 chromosome is controlled by the analysis of its origin and important functions. In recent years, Lit1 RNA is required to control the development of peripheral genes, control the DNA methylation status of peripheral regions, and modify the status of Histone. Lit1 RNA is required to control the development of peripheral genes. Analysis of detailed nuclear evolution of LIT1 RNA in normal cell lines by RNA FISH As a result, LIT1 RNA was identified more than 90% frequently in the nucleus. The abnormal expression of LIT17 RNA in cell lines and BWS patient-derived cell lines was detected with high frequency by RNA FISH. The results showed that LIT1 RNA could regulate the cell cycle, stabilize the nuclear accumulation, and regulate the cell cycle. The LIT1 RNA was successfully isolated from the DNA by chromosome analysis. A new method for combining ISH and ChIP methods was established, and LIT1 RNA accumulation outside the LIT1 gene domain was confirmed for LIT1 RNA expression control in subdomains (KCNQ1DN, CDKN1C). The results showed that LIT1 RNA could control the accumulation and development of gene in the gene domain. The regulatory mechanism of LIT1 RNA isoforms is related to factors such as DNA methylation status, Histone modification status, polycomb, BRCA1, etc. We found that LIT1 RNA was related to the control of peripheral genes and to the correlation between the same factors.