Elucidation of the mechanism of heterochromatin-dependent transcriptional activation in piRNA clusters

阐明 piRNA 簇中异染色质依赖性转录激活机制

• 批准号: 20K06596
• 负责人: 佐藤 薫
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan Geriatric Hospital and Institute of Gerontology (2021-2022)The University of Tokyo (2020)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K06596/
• 关键词: piRNA; Piwi; piRNAクラスター; ヘテロクロマチン; ヒストン; エピジェネティクス; PIWI; 生殖細胞; トランスポゾン

piRNAは生殖組織特異的に産生される小分子RNAであり、トランスポゾンの発現を負に制御することで、それらのゲノムへの侵略を防ぎ、生殖ゲノムの品質管理を担う。piRNA産生に異常が生じると不稔となり、種の保存は成立しなくなる。piRNAは、piRNAクラスターと呼ばれるトランスポゾン断片が集積したゲノム領域から転写される。ショウジョウバエ卵巣では特に、Dual-strandクラスターと呼ばれるpiRNAクラスターが活性化しており、そのゲノム領域はヘテロクロマチンヒストンマークH3K9me3に富むが、HP1aパラログであるRhiタンパク質が相互作用することで転写が活性化されている。しかし、その転写活性化の作用機序は不明な点が多く、さらに、そもそもどのようにRhiがDual-strandクラスターのH3K9me3を特異的に認識しているのかはまったく明らかになっていない。本研究では、それらの仕組みを明らかにするために、Rhiが発現してない培養細胞を用いたゼロベースでのゲノム条件下においてRhiおよび核内piRNA因子群を異所的に発現させた人工的な実験系を用いて、①Rhi相互作用ゲノム部位の同定、および、②Dual-strandクラスターの転写活性化に最低限必要な遺伝子セットの同定、③Rhi相互作用ゲノム部位のクロマチン状態変化の解明を行う。以下に、本研究の進捗と今後の予定について述べる。

piRNA是生殖组织中特异产生的小RNA，通过负调控转座子的表达，阻止其侵入基因组，在生殖基因组的质量控制中发挥作用。 piRNA 产生异常会导致不育，物种保护不再可能。 piRNA 从基因组区域转录，其中积累了称为 piRNA 簇的转座子片段。在果蝇卵巢中，一种称为双链簇的 piRNA 簇特别被激活，其基因组区域富含异染色质组蛋白标记 H3K9me3，但转录是通过与 HP1a 旁系同源物 Rhi 蛋白相互作用而激活的。然而，其转录激活机制仍不清楚，而且Rhi最初是如何特异性识别双链簇中的H3K9me3的也完全不清楚。在本研究中，为了阐明这些机制，我们使用不表达 Rhi 的培养细胞创建了在零基基因组条件下异位表达 Rhi 和核 piRNA 因子的人工细胞。使用独特的实验系统，我们将 (1) 鉴定。 Rhi 相互作用基因组位点，(2) 鉴定双链簇转录激活所需的最小基因组，以及 (3) 阐明 Rhi 相互作用基因组位点染色质状态的变化。现将本研究的进展及未来计划介绍如下。

项目成果

Transcriptional and Post-Transcriptional Regulations of Amyloid-β Precursor Protein (APP) mRNA

β 淀粉样蛋白前体蛋白 (APP) mRNA 的转录和转录后调控

• DOI: 10.3389/fragi.2021.721579
• 发表时间: 2021
• 作者: Sato Kaoru;Takayama Ken;Hashimoto Makoto;Inoue Satoshi
• 通讯作者: Inoue Satoshi

The piRNA pathway in Drosophila ovarian germ and somatic cells

果蝇卵巢生殖细胞和体细胞中的 piRNA 通路

• DOI: 10.2183/pjab.96.003
• 发表时间: 2020-01-10
• 期刊: Proceedings of the Japan Academy. Series B, Physical and Biological Sciences
• 作者: Kaoru Sato;M. Siomi
• 通讯作者: M. Siomi

The Mi-2 nucleosome remodeler and the Rpd3 histone deacetylase are involved in piRNA-guided heterochromatin formation

Mi-2 核小体重塑剂和 Rpd3 组蛋白脱乙酰酶参与 piRNA 引导的异染色质形成

• DOI: 10.1038/s41467-020-16635-5
• 发表时间: 2020
• 影响因子: 16.6
• 作者: Mugat Bruno;Nicot Simon;Varela;Jourdan Christophe;Sato Kaoru;Basyuk Eugenia;Juge Fran?ois;Siomi Mikiko C.;P?lisson Alain;Chambeyron S?verine
• 通讯作者: Chambeyron S?verine

The Mi-2 nucleosome remodeler and the Rpd3 histone deacetylase are involved in piRNA-guided heterochromatin formation

Mi-2 核小体重塑剂和 Rpd3 组蛋白脱乙酰酶参与 piRNA 引导的异染色质形成

• DOI: 10.1038/s41467-020-16635-5
• 发表时间: 2020
• 影响因子: 16.6
• 作者: Mugat Bruno;Nicot Simon;Varela;Jourdan Christophe;Sato Kaoru;Basyuk Eugenia;Juge Fran?ois;Siomi Mikiko C.;P?lisson Alain;Chambeyron S?verine
• 通讯作者: Chambeyron S?verine

ヒト神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞におけるeCLIP-seq法を用いたストレス顆粒中核因子G3BP1およびG3BP2結合RNAの網羅的解析

利用eCLIP-seq方法综合分析人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞中应激颗粒核心因子G3BP1和G3BP2结合RNA

• 发表时间: 2022
• 作者: 佐藤薫;高山賢一;井上聡.
• 通讯作者: 井上聡.