細胞骨格リモデリングと連動した核内アクチン量の変化によるエピゲノム制御機構の解明

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細胞が持つ形態や性質、遺伝子発現の多様性発現の基盤として、エピジェネティック制御が存在し、その制御因子としてアクチンファミリータンパク質が重要な役割を果たしている。申請者はこれまでにアクチンファミリータンパク質であるArp4のノックダウンによって①細胞核内でアクチンの重合(バンドル)化が誘導されること、②核内アクチンバンドルの形成がクロマチンの空間配置に影響を与えることを見出した。細胞核内におけるゲノムの空間配置は転写制御に重要であるため、本研究では、遺伝子発現制御における核内アクチンの機能解明を目的とした。HeLa細胞に核移行シグナル(NLS)を付加したアクチンを発現させることでアクチンの核移行を誘導し、核内アクチンの存在量を増加させた状態で、マイクロアレイによる網羅的な遺伝子発現解析を行った。その結果、初期化因子であるOCT4を含む多様な転写因子の発現が誘導されることが示された。さらに、重合アクチンのプローブであるLifeact-mCherryを用いた共焦点顕微鏡による観察によって、核内に存在するアクチンの少なくとも一部は短いアクチンバンドルの状態で存在することを明らかとした。これらの結果から、細胞質と同様に、核内でもアクチンは重合能を有しており、核内で形成したアクチンバンドルが転写制御において重要な役割を持つことを明らかにすることができた。