マラリア原虫におけるde novoヘテロクロマチン設立機構の解明

阐明疟疾寄生虫中异染色质的从头建立机制

基本信息

批准号：
21K06987
负责人：
森稔幸
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University (2022)Osaka University (2021)
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

本研究テーマは、熱帯熱マラリア原虫Plasmodium falciparumの培養株を用いて、エピジェネティックな発現制御を受ける生殖分化因子AP2-Gの遺伝子座におけるヘテロクロマチン構築機構の解明を目標としている。2022年度は、人工染色体を基盤としたレポーターアッセイによって明らかとなったAP2-G遺伝子プロモーター領域(AP2-G 5')のヘテロクロマチン化誘導機能について、より詳細な分子機構にせまる解析を行った。CRISPR/Cas9を用いたゲノム編集によってAP2-G遺伝子座のヘテロクロマチン領域を全て除去した株（AP2-Gdel株）に、様々な長さのAP2-G 5'を蛍光マーカー遺伝子mNGの上流に連結したレポーターコンストラクトを導入した。これらの導入株それぞれについて、ヘテロクロマチンのマーカーであるH3K9me3（3重メチル化ヒストンH3）に対する抗体を用いたクロマチン免疫沈降（ChIP）アッセイを行い、AP2-G 5'のどの部分にヘテロクロマチン化誘導機能があるかを探索した結果、H3K9me3を誘導する最小領域（サイレンサー）配列を同定することに成功した。さらにこのサイレンサー配列について、コンディショナルに配列を削除するデリーションアッセイを行ったところ、サイレンサーの5'、3’領域にそれぞれH3K9me3の維持と確立の機能分担があることがわかった。本成果はマラリア原虫のH3K9me3を基盤としたヘテロクロマチン化が配列因子によって確立・維持されることを初めて示したものである。

本研究主题旨在利用恶性疟原虫培养菌株阐明生殖分化因子 AP2-G 基因座的异染色质组装机制，该因子受表观遗传表达控制。 2022年，我们对AP2-G基因启动子区（AP2-G 5'）的异染色质化诱导功能进行了更详细的分子机制分析，这是通过基于人工染色体的报告基因测定揭示的。不同长度的 AP2-G 5' 与荧光标记基因 mNG 的上游连接至菌株（AP2-Gdel 菌株），其中 AP2-G 基因座的整个异染色质区域已通过使用 CRISPR/Cas9 A 进行基因组编辑而去除。引入了记者构造。对于每个引入的菌株，我们使用针对异染色质标记物 H3K9me3（三甲基化组蛋白 H3）的抗体进行了染色质免疫沉淀 (ChIP) 测定，以确定 AP2-G 5' 的哪一部分被诱导进行异染色质化。通过寻找其功能的结果，我们成功地鉴定了诱导H3K9me3的最小区域（沉默子）序列。此外，当我们进行删除测定以有条件地删除该沉默子序列时，我们发现沉默子的5'和3'区域分别具有维持和建立H3K9me3的共享功能。这一结果首次表明疟疾寄生虫中基于 H3K9me3 的异染色质化是通过序列因素建立和维持的。