ヒストンH3-H4の解離制御と生理機能

组蛋白H3-H4的解离控制和生理功能

基本信息

批准号：
21K06279
负责人：
田上英明
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Nagoya City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

様々なヒストン化学修飾は機能的なエピゲノム情報基盤として重要であるが、ヒストン分子交換も含めたクロマチン制御は非常にダイナミックである。このクロマチン動的制御の破綻は、ゲノム不安定化を誘引し、がんなどの多くの疾患との関連性も示唆されている。本研究「ヒストンH3-H4の解離制御と生理機能」では、申請者が見いだした新規H3結合因子Mlo2が安定なヒストンH3-H4を解離させる活性を持つことに焦点を当て、クロマチン動的制御と細胞機能との連携システムの解明を目指すものである。令和3年度より、分裂酵母Mlo2 C末端領域（CTD）の点変異体の過剰発現時の表現型および二量体形成、ヒストンH3との結合活性について解析を進めている。二量体形成部位の変異はMlo2過剰発現時の増殖阻害を抑圧すること、さらにH3結合に重要であることを明らかにした。また、ヒストンH3において、H4との相互作用部位であるY99がMlo2結合にも重要であることを明らかにした。令和4年度には、Mlo2 CTD二量体形成について、ゲル濾過カラム分画法だけでなく、グリセロール密度勾配遠心法においても確認できた。さらに、全長Mlo2について解析を進めたところ、二量体化するC末端領域だけでなく多量体など様々な形態をとりうることが示唆された。今後、Mlo2の形態とヒストン結合との関連性について解析を進める予定である。また、ヒストンH3およびH3-H4同時過剰発現系をもちいて、ヒストン量的制御の分子機構解析を進めた。分裂酵母でヒストンH3の過剰発現は増殖阻害を起こし、H3-H4同時過剰発現は非常に強い増殖阻害を起こした。しかし、H3 N末端テイルやH4結合部位の変異体の過剰発現では、増殖阻害を抑圧することを明らかにした。Mlo2との関連性も含め、ヒストンバランス破綻時の危機管理システムについて明らかにしていきたい。

尽管各种组蛋白化学修饰作为功能表观基因组信息的基础很重要，但染色质调节（包括组蛋白分子交换）是极其动态的。这种动态染色质调节的破坏会导致基因组不稳定，并被认为与癌症等许多疾病有关。本研究“组蛋白H3-H4的解离控制与生理功能”，重点关注申请人发现的新型H3结合因子Mlo2，具有解离稳定组蛋白H3-H4的活性，重点研究染色质的动态调控目的是阐明细胞功能的协调系统。自 2021 财年以来，我们一直在分析裂殖酵母 Mlo2 C 末端区域 (CTD) 点突变体过表达时的表型、二聚体形成以及与组蛋白 H3 的结合活性。我们发现二聚化位点的突变抑制了 Mlo2 过表达时的生长抑制，并且它对于 H3 结合很重要。我们还发现，组蛋白 H3 中与 H4 的相互作用位点 Y99 对于 Mlo2 结合也很重要。 2020财年，Mlo2 CTD二聚体的形成不仅通过凝胶过滤柱分级，还通过甘油密度梯度离心得到证实。此外，对全长 Mlo2 的分析表明，它可以采取多种形式，包括多聚体以及二聚化的 C 端区域。未来，我们计划分析Mlo2形态与组蛋白结合之间的关系。我们还利用组蛋白H3和H3-H4同时过表达系统分析了组蛋白定量调节的分子机制。在裂殖酵母中，组蛋白H3的过度表达引起生长抑制，并且H3-H4的同时过度表达引起非常强的生长抑制。然而，H3 N 末端尾部和 H4 结合位点突变体的过度表达抑制了生长抑制。我们想澄清组蛋白平衡被破坏时的危机管理系统，包括与Mlo2的关系。