動物細胞のゲノム複製タイミングに関わる機能領域の同定とその分子制御機構の解明

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真核細胞のゲノム複製タイミングは、複製起点活性や複製フォーク進行に依存し、クロマチンの活性化状態と関連する。しかし、複製タイミング制御の分子機構はよくわかっていない。本研究では、複製タイミング制御の分子機構を解明するため、サイトカイン遺伝子群を含むヒト5q23/31(約3.5Mb)の複製タイミングを解析した。まず、サイトカイン遺伝子を発現するヒトT細胞株(Jurkat)および発現しない非T細胞株(HL-60)を用いて複製タイミングの比較解析したところ、サイトカイン遺伝子群領域から約1Mb上流において両細胞型で異なる複製タイミングの転換領域を見出した。また、より広範囲な領域を対象としたゲノム解析から、AT richな非コード領域が複製タイミングの転換に関与することが予想された。そこで、T細胞特異的核マトリックス結合タンパク質として知られるspecial AT-rich sequence binding protein 1(SATB1)に着目した。相同性検索から、異なる3種のSATB1結合類似配列がクラスターし、複製タイミングの境界領域内及びその近傍に存在することが判明した。さらに複製タイミングとSATB1タンパクの発現の関連を調べたところ、細胞特異的転換領域内において、SATB1高発現細胞は複製後期、低発現および発現していない細胞では複製中期-初期であった。以上の結果から、細胞特異的複製タイミングの転換とSATB1によるクロマチンの高次構造変化との関連が示唆された。