Elucidation of amplification mechanism of epigenetics through liquid-liquid phase separation

通过液-液相分离阐明表观遗传学的放大机制

基本信息

批准号：
22KJ3064
负责人：
鶴田充生
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Konan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ3064/
关键词：
エピジェネティック修飾液液相分離現象四重らせん構造

项目摘要

エピジェネティック修飾による微視的な官能基レベルの変化が、クロマチン形成を介し遺伝子発現を劇的に制御して、細胞の分化や運命を決定づける巨視的な効果をもたらす。にもかかわらず、微視的化学変化を巨視的細胞変化に結び付ける分子機構の詳細は明らかではない。さらに、ヘテロクロマチンは液液相分離現象（LLPS）によって可逆的・動的に形成される液滴であることが報告されている。しかし、エピジェネティック修飾が、核酸－タンパク質相互作用やLLPSにどのような影響を及ぼすかは全く明らかになっていない。これまでに、細胞内LLPSの一種であるストレス顆粒の内部には、四重らせん構造（G4）を形成するRNAが豊富に含まれていることが知られている。さらに、RNAは様々なエピジェネッティック修飾を受けることも知られている。そこで本研究では、マクロなエピジェネティック修飾とメゾスコピックな液液相分離現象（LLPS）の定量的相関(QREL: Quantitative Relationship of Epigenetic modification - LLPS ability)を解明する。そのために、初年度ではまずG4形成DNAおよびRNAとRGGモデルペプチドを用いてLLPSモデルシステムの構築を試み、この内容に関連する原書論文を投稿した。同時に、様々なタンパク質由来のRGGドメインや、既にG4と結合することが知られているタンパク質群についてもＧ４とのLLPSの検討を試みた。そのほか、文献調査や実験結果の議論などを進め、研究の推進に有用な知見が得られた。

表观遗传修饰导致功能组水平的微观变化通过染色质形成显着控制基因表达，从而产生决定细胞分化和命运的宏观效应。然而，将微观化学变化与宏观细胞变化联系起来的分子机制的细节尚不清楚。此外，据报道，异染色质是通过液-液相分离（LLPS）可逆且动态形成的液滴。然而，表观遗传修饰如何影响核酸-蛋白质相互作用和 LLPS 尚不完全清楚。众所周知，应激颗粒是细胞内 LLPS 的一种，含有丰富的 RNA，形成四螺旋 (G4) 结构。此外，已知 RNA 会经历各种表观遗传修饰。在本研究中，我们将阐明宏观表观遗传修饰与介观液-液相分离（LLPS）能力（QREL）之间的定量关系。为此，我们在第一年首先尝试利用G4形成DNA和RNA以及RGG模型肽构建LLPS模型系统，并提交了与此内容相关的原创论文。同时，我们还尝试使用源自各种蛋白质和一组已知与 G4 结合的蛋白质的 RGG 结构域来检查 G4 的 LLPS。此外，我们还进行了文献综述并讨论了实验结果，为促进研究提供了有用的知识。

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

グアニン四重らせん構造が形成する液滴の核酸配列特異的制御

鸟嘌呤四螺旋结构形成的液滴的核酸序列特异性控制

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
itsuki Tsuruta;Takeru Torii;Kazuki Kohata;Keiko Kawauchi;Hisae Tateishi-Karimata;Naoki Sugimoto;and Daisuke Miyoshi
通讯作者：
and Daisuke Miyoshi

エピジェネティック修飾のメチル化はDNAグアニン四重鎖とアルギニンリッチなペプチドによる液滴形成を抑制する

表观遗传修饰的甲基化抑制 DNA 鸟嘌呤四链体和富含精氨酸的肽形成液滴

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
itsuki Tsuruta;Takeru Torii;Kazuki Kohata;Keiko Kawauchi;Hisae Tateishi-Karimata;Naoki Sugimoto;and Daisuke Miyoshi
通讯作者：
and Daisuke Miyoshi

Redissolution of Nucleic Acid-containing Droplet via Nucleic Acid Secondary Structure Transition

通过核酸二级结构转变含核酸液滴的再溶解

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
itsuki Tsuruta;Takeru Torii;Kazuki Kohata;Keiko Kawauchi;Hisae Tateishi-Karimata;Naoki Sugimoto;and Daisuke Miyoshi
通讯作者：
and Daisuke Miyoshi

Dissolution of RNA G-quadruplex droplet via nucleic acid structure transition

通过核酸结构转变溶解 RNA G-四链体液滴

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
itsuki Tsuruta;Takeru Torii;Kazuki Kohata;Keiko Kawauchi;Hisae Tateishi-Karimata;Naoki Sugimoto;and Daisuke Miyoshi
通讯作者：
and Daisuke Miyoshi

Redissolution of RNA G-quadruplex droplet via nucleic acid secondary structure transition

通过核酸二级结构转变 RNA G 四链体液滴的再溶解

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
itsuki Tsuruta;Takeru Torii;Kazuki Kohata;Keiko Kawauchi;Hisae Tateishi-Karimata;Naoki Sugimoto;and Daisuke Miyoshi
通讯作者：
and Daisuke Miyoshi