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。

虽然各种组蛋白化学修饰很重要，这是功能基氏菌信息平台，但包括组蛋白分子交换在内的染色质控制是高度动态的。染色质动态调节的这种分解会导致基因组不稳定，并被认为与许多疾病（例如癌症）有联系。在这项研究中，“组蛋白H3-H4的解离和生理功能的调节”，我们专注于新型的H3结合因子MLO2（申请人发现）具有解离稳定的组蛋白H3-H4的活性，并旨在阐明合作染色质动力学调节和细胞功能的系统。自2021年以来，我们一直在分析裂变酵母MLO2 C末端区域（CTD）中点突变体过表达的表型，二聚体形成和与组蛋白H3的结合活性。二聚体形成位点的突变抑制了MLO2过表达期间的生长抑制作用，对于H3结合也很重要。此外，揭示了与H4的相互作用位点Y99对于组蛋白H3中的MLO2结合也很重要。在2022年，MLO2 CTD二聚体的形成不仅通过凝胶过滤柱分馏，还通过甘油密度梯度离心确认。此外，对全长MLO2的分析表明，它可以采取多种形式，不仅包括二聚化C末端区域，还包括多聚体。将来，我们计划分析MLO2形态与组蛋白结合之间的关系。此外，使用组蛋白H3和H3-H4共表达系统进行定量组蛋白调节的分子机理分析。组蛋白H3的过表达导致裂变酵母的生长抑制作用，而H3-H4的共表达导致非常强大的生长抑制作用。然而，发现在H3 N末端尾部和H4结合位点的突变体的过表达抑制了生长抑制。我们想阐明在组蛋白平衡崩溃的情况下，包括与MLO2的联系，危机管理系统。