クロマチン－核膜結合によるクロマチン活性制御機構

通过染色质-核膜结合控制染色质活性的机制

基本信息

批准号：
14J11135
负责人：
小田春佳
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J11135/
关键词：
核膜クロマチン-核膜結合 LBR クロマチン Lamin B Receptor

项目摘要

一般的に真核細胞では、クロマチンと核膜が密接に結合している（クロマチン-核膜結合）。クロマチンと核膜の結合する領域である核内膜直下では、核内膜タンパク質・クロマチン・核ラミナが相互作用しており、核構造の維持だけでなく、クロマチンの複製や遺伝子の転写制御を積極的に行う重要な“場”であることが示唆されているが、実際の制御機構については不明な点が多い。申請者は、これまでにアフリカツメガエル卵無細胞系を用い、クロマチン-核膜結合に、体細胞で主要に発現している核内膜タンパク質Lamin B Receptor （LBR）が本質的に重要な役割を果たしていることを見出した。さらに、クロマチン-核膜結合に関与するLBRのドメインの同定および、相互作用分子を明らかにした。興味深いことに、ツメガエル初期胚にはLBRがごくわずかしか存在していない。そこで、当該年度においては、ツメガエル初期胚にLBRを早期発現させ、体細胞と同様のクロマチン-核膜結合機構を胚に導入した際の影響を調べた。ツメガエルの受精卵に、LBRのmRNAを顕微注射し、胚発生を進行させたところ、後期胞胚細胞において、核の分葉化、核サイズの増大、胞胚型ラミンであるラミンB3密度の減少などの異常が確認された。これらの異常は、LBRのクロマチン-核膜結合維持に関わるドメインを欠損させた変異体mRNAの顕微注射では見られなかった。このことから、LBRによるクロマチン-核膜結合の維持は、未分化性を維持し細胞周期の早い細胞には不適切であると推察される。以上のことから我々は、ツメガエルの胚発生過程において、未分化性が維持され細胞周期の早い初期では、LBR以外の因子によるクロマチンと核膜の結合機構がはたらき、その後LBRによる体細胞型クロマチン-核膜結合に切り替わるという、クロマチン-核膜結合因子転換モデルを提唱した。

在真核细胞中，染色质和核膜通常密切相关（染色质 - 核膜结合）。在子宫内膜内，染色质和核膜连接的区域，子宫内膜蛋白，染色质和核薄片相互作用，这表明它是一个重要的“场”，不仅可以维持核结构，而且还可以主动复制染色质和控制基因的转录，而且对实际调节机制有很多未知的基因。申请人先前已经使用了无爪蟾卵系统的迄今为止，发现主要在体细胞中表达的内olayer蛋白层粘连蛋白B受体（LBR）在染色质 - 核膜结合中起着至关重要的作用。此外，我们确定了参与染色质 - 核膜结合的LBR的结构域，并揭示了相互作用的分子。有趣的是，早期的Xenopus胚胎中只有很少的LBR。因此，在今年，我们研究了异爪蟾胚胎早期表达LBR的早期Xenopus胚胎的作用，并将与体细胞中相同的染色质 - 核膜结合机制引入相同的染色质 - 核膜结合机制。当LBR mRNA将其显微注射到受精的爪蟾卵中时，胚胎发育进展，诸如核小叶核的异常，核大小的增加，并在晚期的囊囊细胞中证实了腹膜B3的密度降低。这些异常在突变mRNA的显微注射中没有发现，而突变体mRNA缺乏维持LBR染色质核膜结合的结构域。这表明，通过LBR维持染色质 - 核膜结合不适合具有快速细胞周期的细胞，从而保持不分化。从上面，我们提出了一种染色质 - 核膜结合因子转化模型，其中Xenopus的不分化在胚胎发育过程中仍然存在，在早期细胞周期中，除了LBR ACT以外的其他因素之间的结合机制，然后通过LBR ACTS以外的其他因素之间的结合机制，然后将其切换到体细胞细胞型纯纯核核蛋白 - 二烷基二烷基结合。