CHD2クロマチンリモデリング因子変異による無秩序遺伝子発現

CHD2 染色质重塑因子突变导致基因表达紊乱

基本信息

批准号：
20012041
负责人：
大川恭行
金额：
$ 7.55万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

ATP依存的クロマチンリモデリング因子SWI/SNF familyは、ATP依存的にクロマチン構造を変換することによって遺伝子の転写を制御している。現在までに、骨格筋分化において、クロマチン構造変換よりも前段階で骨格筋分化に関わる遺伝子群が統合的に制御されるメカニズムがあることが示されている。Chd2は、SWI/SNF familyのひとつと予測されているが、その機能はまだ明らかとなっていない。我々は、Chd2遺伝子変異マウスを作製し、このマウスが個々の組織において秩序だった遺伝子発現パターンが消失し高頻度に発がんすることを見出した。そこで、chd2遺伝子が骨格筋分化における高次遺伝子制御に関わっているかについて検討した。新たに作出したChd2mAbを用いたクロマチン免疫沈降法によって、Chd2は骨格筋の分化マーカー遺伝子のプロモーター領域に遺伝子発現よりも前の段階でリクルートされていた。さらに、CHD2の機能阻害を行ったところ、骨格筋への分化が抑制された。そこで、更にChd2の分子機能を解明するために、抗体アフィニティクロマトグラフィーにより、Chd2複合体の精製を行った。その結果Chd2はヒストンバリアントH3.3及び筋特異的転写因子群と選択的に複合体を形成することが明らかとなった。ゲノムワイドにH3.3筋が取り込まれている領域を探索したところH3.3はプロモーターやエンハンサー等の制御領域にはChd2の活性依存的に取り込まれるのに対し、他のゲノム領域への取り込みには関与していなかった。これらChd2を介する選択的なH3.3特異的の取り込みは他のクロマチン制御と比しても極めて早い段階で行われており、その破綻ががん化に関わっていることからも今後も詳細な分子メカニズムについて引き続き解析が求められる。

依赖ATP的染色质重塑因子SWI/SNF家族通过以ATP依赖性方式转换染色质结构来调节基因转录。迄今为止，已经表明，在染色质结构转化之前，存在一种机制，其中涉及骨骼肌分化的基因在骨骼肌分化中积分。预计CHD2将是SWI/SNF家族之一，但其功能仍然未知。我们产生了CHD2基因突变小鼠，发现小鼠经常在单个组织中失去有序的基因表达模式，并且经常发生致癌。因此，我们研究了CHD2基因是否参与骨骼肌分化中的高阶基因调节。通过使用新创建的CHD2MAB的染色质免疫沉淀，在基因表达前的一个阶段，将CHD2募集到分化标记基因的启动子区域。此外，抑制CHD2功能抑制了分化为骨骼肌。因此，为了进一步阐明CHD2的分子功能，CHD2复合物通过抗体亲和色谱纯化。结果表明，CHD2有选择地形成具有组蛋白变异H3.3和一组肌肉特异性转录因子的复合物。当我们搜索将H3.3肌肉纳入全基因组调节区域（例如启动子和增强子）的区域时，H3.3不参与CHD2活性依赖性摄取，而它与其他基因组区域无关。与其他染色质对照相比，这些选择性的H3.3特异性摄取发生在很早的早期，并且由于其失败参与癌症的发展，需要对分子机制进行进一步的详细分析。