クロマチンの動的変化を伴う遺伝子発現制御機構の解明

阐明伴随染色质动态变化的基因表达控制机制

基本信息

批准号：
04J54211
负责人：
村上和弘
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Tottori University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

ヒト11p15.5領域の刷り込みクラスター内に存在するLIT1遺伝子の発現動態解析、周辺遺伝子の発現制御機構および制御に関与する分子の同定を目指した。当研究室において単離されたLIT1は、約80kbの長さで父方由来染色体特異的に転写され、non-coding RNAとして機能を持つ事が示唆されている。また、ヒト11番染色体を保持するハムスター由来細胞を用いた解析より、LIT1はクラスター内の遺伝子発現をシスに制御する刷り込みセンターとして重要な機能を持つことが示されている。近年、周辺遺伝子の発現制御にはLit1 RNAが必須であること、制御に伴い周辺領域のDNA methylation状態、Histone修飾状態が変化することが示されているが、Lit1 RNAが周辺遺伝子の発現をシスに制御する機構、制御に関わる因子の解明には到っていない。まず、我々はRNAFISH法を用いてヒト正常細胞株におけるLIT1 RNAの詳細な核内発現動態の解析を行った。その結果、LIT1 RNAは90%以上の高頻度で核内に確認された。また、RNAIDNA FISH法を用いて種々のがん細胞株、BWS患者由来細胞株でLIT1 7RNAの発現異常が高頻度で生じている事を明らかにした。これらの結果により、LIT1 RNAが細胞周期を通して安定に核内に集積することで周辺遺伝子の制御を行う可能性が示唆された。次に、LIT1 RNAが集積している詳細な領域を解析するためにChromatin fiberに対してRNA FISHを行い、クロマチン上に集積するLIT1 RNA分子の検出に成功した。また、ISH法とChIP法を組み合わせた新たな方法を確立し、LIT1転写領域外のLIT1 RNAにより発現制御を受ける遺伝子領域(KCNQ1DN、CDKN1C)にLIT1 RNAが集積する事を確認した。これらの結果により、LIT1 RNAが制御遺伝子領域のクロマチン上に集積することで、遺伝子の発現をシスに制御することが示された。これまでにLIT1 RNA同様の制御機構を持つRNAとしてXisfがよく知られており、Aist RNAの発現制御に伴いDNAmethylation状態、Histone修飾状態、polycomb、BRCA1等の因子が関与することが明らかとなっている。我々が得た結果より、LIT1 RNAによる周辺遺伝子の制御に関しても同様な因子の関与が推測された。

我们的目的是分析人类11p15.5区域的烙印簇中存在的LIT1基因的表达动力学，并确定与周围基因表达控制机制及其调节所涉及的分子。在我们的实验室中分离的LIT1专门在父亲染色体中，长度约为80 kb，这表明它充当非编码RNA。此外，使用携带人类染色体的仓鼠衍生细胞的分析表明，LIT1具有重要的功能，作为一个烙印中心，从而在簇中调节基因表达。近年来，已经表明，LIT1 RNA对于控制外周基因的表达至关重要，并且外周种区域的DNA甲基化和组蛋白修饰状态随对照而变化，但是LIT1 RNA顺序调节外周基因的表达和涉及调节因素的机制尚未澄清。首先，我们使用RNA鱼方法分析了正常人细胞系中LIT1 RNA的详细核表达动力学。结果，在核中以90％或更高的高频确认LIT1 RNA。此外，使用rnaidna鱼法，揭示了LIT1 7 RNA的异常表达在来自BWS患者的各种癌细胞系和细胞系中经常发生。这些结果表明，在整个细胞周期中，LIT1 RNA可能稳定地积聚在细胞核中，从而控制周围基因。接下来，为了分析累积LIT1 RNA的详细区域，在染色质纤维上进行RNA鱼，并成功检测到积聚在染色质上的LIT1 RNA分子。我们还建立了一种结合了ISH方法和芯片方法的新方法，并确认LIT1 RNA在基因区域（KCNQ1DN，CDKN1C）中积累，这些RNA通过LIT1转录区域以外的LIT1 RNA进行表达控制。这些结果表明，LIT1 RNA积聚在调节基因区域的染色质上，从而从顺式调节基因表达。迄今为止，XISF众所周知是一种与LIT1 RNA相似的调节机制的RNA，并且已经揭示了诸如Dnamethylation，组蛋白修饰，PolyComb和BRCA1之类的因素参与了AIST RNA的表达。我们的结果表明，通过LIT1 RNA调节外周基因的相似因素。