配列特異的ＤＮＡ脱メチル化を促す非コードＲＮＡによる哺乳類神経分化制御機構の解明

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本課題は、ラットPC12細胞の不可逆的な神経分化に関わるローカルなエピジェネティック制御因子 promoter-associated noncoding RNA（pancRNA）の同定と作用機序の解明を目的としている。本年度は前年度に行ったPC12のダイレクショナルRNA-seq解析結果を元に、PC12の不可逆分化に関わる領域特異的エピゲノム制御因子である機能的非コードRNAであるpancNusap1を同定し、研究目標を達成した。RNA-seqデータの解析より、不可逆的に分化に関わるpancRNAとそのmRNAのペアとして、M期進行にかかわる遺伝子Nusap1とそのプロモーターから発現しているpancRNA、pancNusap1のペアに着目した。Nusap1とpancNusap1の発現状態はプロモーターのヒストンのアセチル化変化を伴って正に相関しており、細胞の増殖が活発なほど発現が高く、不可逆分化後は強く発現抑制されていた。レンチウィルスを用いたpancNusap1の人為的な発現抑制は、Nusap1遺伝子の発現抑制とNusap1プロモーター領域のヒストンアセチル化レベルの低下、細胞周期の停止を引き起こした。逆に、不可逆分化PC12におけるpancNusap1の人為的な過剰発現は、転写方向特異的に、Nusap1の発現上昇、Nusap1プロモーターのヒストンアセチル化レベルの上昇、さらには可逆的な分化状態への転換を促した。これらの事実から、PC12細胞の不可逆的分化過程では、cAMP依存的にpancNusap1の発現が抑制され、その結果Nusap1プロモーター領域のヒストンアセチル化レベルの低下を引き起こし、Nusap1の発現と細胞増殖がエピジェネティックに抑制された結果、不可逆的な分化を引き起こしているということが考えられる。