Elucidation of chromatin structure produced by CENP-B acidic region and application to new synthetic transcription factors.

CENP-B酸性区产生的染色质结构的阐明及其在新合成转录因子中的应用。

• 批准号: 22K14866
• 负责人: 大竹 興一郎
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kazusa DNA Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14866/
• 关键词: CENP-B; エピジェネティクス; クロマチン構造制御; 酸性アミノ酸ドメイン; ヒト人工染色体; 遺伝子発現制御; セントロメア; 酸性ドメイン

動物、植物の違いなく、細胞に物質を生産させるために重要なのが、遺伝子発現の制御であり、それには遺伝子、さらには、その制御領域のクロマチン構造のエピジェネティックな制御が重要である。遺伝子発現カセットを導入し、多数の発現株を取得しても、発現レベルのバラつきや、発現を長期に維持できない場合があり、その原因の一つは、遺伝子発現カセット上のクロマチンがエピジェネティックに変化していくためである。申請者は、これまでの研究によって、ヒトセントロメア由来の反復DNA(アルフォイドDNA)上のCENP-B box配列へ結合するタンパク質、CENP-Bの結合が、クロマチン交換を促す性質を持ち、さらに様々なヒストン修飾因子、クロマチンリモデリング因子の集合を促進することを見出し、それがCENP-Bが持つ巨大な酸性アミノ酸ドメインの働きであることを同定した。本研究は、(1)酸性ドメインがクロマチン構造に与える影響のメカニズムの解明と、(2)この性質を利用したエピジェネティックなクロマチン構造変換を介した新型合成転写制御因子の開発、二つの計画から構成されている。2022年度は、両方の計画で使用するためのエフェクター構築として、酸性ドメインのN末端に、tetオペレーター(tetO)配列への結合タンパク質tetリプレッサー(tetR)および、CENP-B box結合ドメインであるCENP-B DBD(DNA binding domain)を融合させたタンパク質を発現させるプラスミドを作製し、これらを細胞に導入することで、目的のタンパク質の発現と、それらがクロマチン上へ結合していることをクロマチン免疫沈降解析によって確認した。

基因表达的调节对于细胞产生物质而言，无论它们是动物还是植物，对基因染色质结构甚至调节区域的表观遗传控制都很重要。即使引入了基因表达盒并获得了大量表达菌株，表达水平也可能有所不同，或者表达无法长期保持表达，这一点的原因之一是，基因表达纸盒上的染色质纸盒上的染色质表现出表观遗传的变化。 Through previous studies, the applicant found that binding of CENP-B, a protein that binds to the CENP-B box sequence on repetitive DNA from human centromeres (alfoid DNA), has the property of promoting chromatin exchange and further promotes the assembly of various histone modifiers and chromatin remodeling factors, and identified this as the function of the huge acidic amino acid domain of CENP-B.这项研究包括两个计划：（1）阐明酸性结构域对染色质结构的影响的机制，以及（2）使用该特性通过表观遗传染色质结构转换来开发新的合成转录调节剂。 In fiscal 2022, as an effector construction for use in both plans, we created a plasmid that expresses a protein fused with the tet repressor (tetR) binding protein to the tet operator (tetO) sequence and CENP-B box binding domain CENP-B DBD (DNA binding domain), at the N-terminus of the acidic domain, and introduced these into cells to confirm the expression of the protein of interest and通过染色质免疫沉淀分析，它们必定会与染色质。