Significance and mechanism of mutually exclusive inactive histone marks

互斥的无活性组蛋白标记的意义​​和机制

• 批准号: 21H04764
• 负责人: 木村 宏
• 金额: $ 26.71万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04764/
• 关键词: クロマチン; エピジェネティクス; 転写制御; ヒストン修飾; ヘテロクロマチン; 遺伝子発現; エピジェネティクス制御; 遺伝子発現制御

ヒストンH3K27のトリメチル化（H3K27me3）とクロマチンにH3K9のトリメチル化（H3K9me3）の排他性を明らかにするために、H3K27me3が濃縮される場所にH3K9me3を導入する系を作製している。昨年度の研究で、ラパマイシンを用いた二量体化の誘導によりH3K27me3が濃縮される不活性X染色体上にH3K9me3を導入できることが明らかになった。また、その時間経過は比較的ゆっくりであったことから、必ずしも二量体化誘導系を用いる必要はないということがわかった。そこで、H3K27me3特異的細胞内抗体（H3K27me3-mintbody）にH3K9のトリメチル化酵素Suv39H2のメチル化活性(SET)ドメインを融合した蛋白質（H3K27me3-mintbody-Suv39H2(SET)）、及び、メチル化活性をもたないSETドメインの変異体（methyltransferase-deficient SET; dSET)を融合し蛋白質（H3K27me3-mintbody-Suv39H2(dSET)）をドキシサイクリン依存的に発現するマウス細胞株を樹立した。H3K27me3-mintbody-Suv39H2(SET)の発現をドキシサイクリンで誘導すると数時間後に蛍光が見られ、不活性X染色体上への局在も確認できた。現在、細胞の表現型の解析を進めている。生細胞でH3K9me3が濃縮する部位を可視化できるプローブに関しては、Suv420H2のヘテロクロマチン局在化ドメイン中のヘテロクロマチン蛋白質１（HP1）に結合部位を用いて開発を進めている。これまでの研究でN末端側のHP1結合モチーフを含む領域は結合力が強すぎて生細胞プローブに向かないことがわかったが、今回、C末端側の結合モチーフを含む領域が適度にHP1に結合すること示すことができた。このC末端側の30アミノ酸程度の領域は、生細胞中のクロマチン状態に影響を与えずに、HP1を介してH3K9me3の局在解析に使用できると考えられた。

为了阐明组蛋白H3K27三甲基化（H3K27ME3）和染色质三甲基化（H3K9ME3）的排他性，在其中创建了H3K9me3的系统，其中H3K9ME3引入了H3K9ME3。去年的一项研究表明，H3K9me3可以引入非活性X染色体，其中H3K27me3通过使用RapaMycin诱导二聚化来浓缩。此外，由于时间过程相对较慢，因此发现不必使用二聚化诱导剂系统。因此，建立了一条小鼠细胞系，该细胞系将H3K27me3特异性的细胞内抗体（H3K27me3-mint体）与H3K9的三甲基酶Suv39H2的甲基化活性（集合）结构域融合在一起（H3K27Me3-MINTBODY-SUV39H2（DSET））以强力霉素依赖性方式。当用强力霉素诱导H3K27me3-mintbody-SUV39H2（SET）的表达时，几个小时后观察到荧光，并且也可以证实在无活性X染色体上的定位。目前，我们正在进行细胞表型的分析。至于可以可视化H3K9ME3富含活细胞的位点的探针，使用杂染色质蛋白1（HP1）在SUV420H2的异染色质定位结构域中使用的结合位点进行发育。先前的研究表明，N末端中包含HP1结合基序的区域的结合强度太强，不适合活细胞探针，但是这次我们能够证明在C-末端中含有结合基序的区域适度地与HP1结合。大约30个氨基酸的C末端区域可用于通过HP1对H3K9ME3进行定位分析，而不会影响活细胞中的染色质状态。

项目成果

Chromatin domain organization and dynamics in zebrafish embryos as revealed by live-cell imaging

活细胞成像揭示斑马鱼胚胎染色质结构域的组织和动态

• 发表时间: 2022
• 作者: 一條秀憲;Horisawa-Takada Yuki et al.;Hiroshi Kimura
• 通讯作者: Hiroshi Kimura

東工大 細胞制御工学研究センター

东京工业大学细胞控制工程研究中心

The role of H3K9me3 in oral squamous cell carcinoma

• DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.11.102
• 发表时间: 2022-12-08
• 期刊: BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS
• 影响因子: 3.1
• 作者: Tanaka，Misako;Harada，Hiroyuki;Kimura，Hiroshi
• 通讯作者: Kimura，Hiroshi

リサーチマップ 木村宏

研究地图 木村浩

東工大 リサーチデポジトリ T2R2

东京工业大学研究存托处 T2R2