ヒトコヒーシンの果たすインシュレーター機能の分子機構の解明

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細胞のもつ遺伝情報を次世代へと恒常的に継承するためには、細胞の持つ染色体DNAを正確に複製し、また、これを確実に次世代の細胞へと等分配することが必須である。この分配機構において、中心的な役割を果たすのがコヒーシン複合体である。コヒーシンは、リング状の特徴的な構造を持つタンパク質複合体で、複製された2分子のDNAを細胞分裂までリング内部に束ねることで、DNAの等分配を保障している。コヒーシンは、染色体の分配因子として良く研究がされている一方で、DNA修復や遺伝子の転写制御にも関与している可能性が示唆されていた。そこで申請者は、ヒト染色体上にコヒーシンが結合する領域に何か特徴があるのではないかと考え、ChIP-chip法(クロマチン免疫沈降法とDNAチップ解析を組み合わせた手法で、目的タンパク質の染色体上結合領域を網羅的に特定することが出来る)を用いてヒト培養細胞を解析した。その結果、コヒーシンがインシュレーター領域(転写活性化DNA領域と遺伝子の相互作用を遮断する領域)に局在していることを発見した。さらにコヒーシンの分子生物学的な解析を行った結果、コヒーシンがインシュレーター因子であるCTCFを介した転写制御に関与していることが分かった。また、過去の知見を踏まえると、この制御機構が分化発生段階で調節される遺伝子の発現調節において重要な役割を持っているのではないか、と筆者は考えた。そこで、マウスをモデル生物として、分化発生段階でコヒーシンの結合がどのように変化していくのか、同様にChIP-chipを用いて調べることにした。現在は、マウスの初期胚盤胞のサンプルを作成中である。予備実験として、10,000個のMEF(マウス繊維芽細胞)を用いたクロマチン免疫沈降に成功しているので、初期胚のサンプルが整い次第、ChIP-chip解析実験を行う予定である。