ショウジョウバエにおけるポリコーム群及びトリソラックス群の核内動態の解析

果蝇多梳类群和三胸类群的核动力学分析

• 批准号: 17770004
• 负责人: 林 陽子
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17770004/
• 关键词: 発現制御; 細胞・組織; 遺伝子; 生体分子; 核; ヒストン; ポリコーム; 不活性(ヘテロ)クロマチン

ポリコーム群およびトリソラックス群はショウジョウバエのホメオティック変異の研究から発見され、現在では、発生、形態形成、細胞増殖、エピジェネティック制御など幅広い生命現象に関わっていることが示されつつある。ポリコーム群は不活性クロマチン状態の維持に関わるヒストン修飾、トリソラックス群は遺伝子の活性化に関わるヒストン修飾という役割をもち、互いに拮抗することによって遺伝子の発現が制御されている。当初、本研究では、ショウジョウバエの胚および羽の発生過程におけるポリコーム因子の、FRAP解析を用いた核内動態についての解析を主な目的に掲げたが、同様の実験がArndt-Jovinらによって報告された。そこで、ポリコーム群およびトリソラックス群によって調節されるヒストンにおける修飾状態と、ゲノム領域についての関係に焦点を絞り研究を進めた。具体的には、発現が活性化される遺伝子または不活性化される遺伝子領域のヒストン修飾の関係を明らかにするために、クロマチン免疫沈降法(ChIP)を用いた解析を行った。これまでの報告ではヒストンH3のリジン4番目メチル化は一括りに転写活性を示す指標とされたが、本研究によって、メチル化の修飾の数(モノ・ジ・トリ)によって、結合する遺伝子領域の傾向が少しずつ異なることが示唆された。同様にアセチル化でも、プロモーター領域に結合する修飾と、活性化している遺伝子領域全体に渡って結合する修飾があることがわかった。また、ヘテロクロマチンの指標であるヒストンH3リジン9番目のメチル化は、不活性化修飾に特異的に結合することを確認した。これらの結果をまとめた論文は現在、投稿準備中である。また、クロマチン免疫沈降の技術を踏まえ、さらにヒストンの修飾をゲノムレベルで明らかにするために、タイリングアレイによる解析を行っている。複数の抗体で良好な結果を得ており、こちらも論文投稿に向けて準備中である。今後、ChIP-タイリングアレイを用いるヒストン修飾とポリコーム群・トリソラックス群との関係、及びその発生・分化に伴うダイナミクスを明らかにしたいと考えている。

在果蝇中的同型突变研究中发现了多肉液和三氧溶液组，现在被证明与广泛的生命现象有关，包括发育，形态发生，细胞增殖和表观遗传调节。 PolyComb组在维持非活性染色质状态中扮演的组蛋白修饰作用，而Trisolux组则在与基因激活有关的组蛋白修饰中扮演角色，并且基因表达通过相互拮抗。最初，这项研究的重点是分析果蝇胚胎和使用FRAP分析在开发果蝇胚胎和羽毛期间的核动力学，但Arndt-Jovin等人报告了类似的实验。因此，我们专注于由多肉液和Trisolux基团和基因组区域调节的组蛋白的修饰状态之间的关系。具体而言，使用染色质免疫沉淀（CHIP）进行分析，以阐明被激活或灭活基因区域基因的组蛋白修饰之间的关系。先前的报道表明，组蛋白H3的赖氨酸第四点甲基化是转录活性的集体指标，但是这项研究表明，结合基因区域的趋势取决于甲基化修饰的数量（单二-DI-i-TRI）。同样，乙酰化还表明，有一些与启动子区域结合的修改以及与整个活化基因区域结合的修饰。此外，已经证实，第9组H3赖氨酸的甲基化是异染色质的指标，特异性结合了灭活修饰。目前正在准备提交结果的论文正在准备提交。此外，根据染色质免疫沉淀技术，使用平铺阵列进行分析以阐明基因组水平的组蛋白修饰。通过多种抗体获得了良好的效果，这也正在为提交纸张做准备。将来，我们想阐明使用芯片式阵列与Polycomb组和Trisolux组的组蛋白修饰之间的关系，以及与它们的开发和分化相关的动力学。