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记者会见「搁狈础の生成过程の动的観测から新たな発见 ヒト细胞内の染色体上で搁狈础を作るポリメレースが动く様子を明らかに」研究成果
记者会见「搁狈础の生成过程の动的観测から新たな発见 ヒト细胞内の染色体上で搁狈础を作るポリメレースが动く様子を明らかに」
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2009年10月8日
东京大学先端科学技术研究センター
搁狈础の生成过程の动的観测から新たな発见
ヒト细胞内の染色体上で搁狈础を作るポリメレースが动く様子を明らかに。
－东京大学、オックスフォード大学研究チームが米国科学アカデミー纪要に発表－
このたび、东京大学先端科学技术研究センター（以下、東大先端研）の和田洋一郎特任研究員、大田佳宏特任研究員、井原茂男特任教授、児玉龍彦教授（システム生物医学分野）らは英オックスフォード大学と連携して、「ヒトの染色体にポリメレースの複合体が結合してRNAが作られてゆく様子をとらえる」ことに成功しました。本成果は、日本時間10月13日（火）午前6時に米国科学アカデミー紀要の電子版に発表されます。（）
なお、本件についての説明会を明日、东大先端研で行いますので、お越しいただきますようお愿い申し上げます。
?记者説明会?
日时：10月9日(金) 11：00-12：00
場所：东京大学先端科学技术研究センター（目黒区駒場4－6－1）
4号馆3阶ユーティリティルーム
概要：
遺伝子のDNAの配列を鋳型にRNAポリメレースという酵素によってRNAが作られ、RNAの配列をもとにタンパク質が作られることは、生命の基本原理と考えられています。しかし、ヒトの細胞核内のDNAは、タンパク質の情報をもつ部分が飛び飛びに存在し、しかもDNAがヒストンというタンパク質にまきついて染色体を作るため、DNAからRNAが作られるところを実際に観察するのはこれまで困難でした。ところが最近、ゲノムの解読からヒトの染色体のもつDNAの配列が明らかになり、RNAが作られて行く全体像を解読することが可能となってきています。
东大先端研の和田洋一郎特任研究员、大田佳宏特任研究员、井原茂男特任教授、児玉龙彦教授は英国のオックスフォード大学と连携して、ヒトの血管の细胞が炎症の刺激をうけた后、7.5分おきに搁狈础が作られて行く様子を染色体上で観察、ポリメレースが3100塩基（约1ミクロン）／分で动き、未熟な搁狈础が切断されると同时に次々と作られていく过程を観测することに成功しました。
通常顿狈础はコヒーシンおよび颁罢颁贵というタンパク质がともに作用し、束ねられ、ポリメレースは活性化される前からこのコヒーシンで区切られた染色体上の特定の狭い领域に集まっていますが、活性化されるとそこから动きだし、さらに先のコヒーシン（および颁罢颁贵）の部分でスピードダウンしながら进んでいくことを见いだしました。従来ポリメラーゼは确率的に动いたり止まったりすると考えられていましたが、今回コヒーシンがこの动きを制御していることを明らかにしました。
［具体的な成果］
遗伝子の発现の时间依存性を精密に测定し、大量データの详细な解析から导いた结果に対し、さらに実験で确认するという実験と计算のタイトな连携によって発见につなげました。
1）ポリメレースが作る搁狈础を短い时间间隔で计测
（特色）背景には空间分解能の高いカスタムのタイリングアレイ、细胞刺激の実験系が整备、それによる高精度精密解析（実験と情报解析）を行った。
?长い遗伝子を活用し、数分単位の计测を行った。
?搁狈础生成の过程は波のようにみえる。（図1）
初期の无効応答、転写速度：约1ミクロン/分、切断のメカニズム、一様な流れなどを见出した。
?细胞単位での転写実験で确认（オックスフォード大学と共同）。
2）実体としてのポリメレースの解析から新しい発见
?チップーチップの解析结果からは一様な流れとしてよりも障害物中の流れにみえる。
?データを详细に解析することにより、エピジェネティックな相互作用を确认し、コヒーシンがポリメレースの运动の障害物になっていることを新たに発见。
?コヒーシンをノックダウンした细胞ではポリメレースが障害なしに动くことを実験から确认。(図2)
3）意义
?従来の医学生物学と大量情报処理の融合によって、根源的な生命现象の解明が可能になった。
?一様な流れの実态：ポリメレースが确率的に変化するというのが従来の扱いだったが、今回、エピジェネティックな効果の一つであるコヒーシンによってポリメレースの运动は细胞の中でメカニカルな形で明示的に制御されていることが明らかになった。
?确率的な変化は制御しにくいが、エピゲノム修饰による変化ならば制御することも人為的に可能である。従来とは全く异なる新しい方法、例えば、コヒーシンを制御する薬の开発によって、疾患遗伝子の発现を调节する新しい可能性が示唆される。今后の医薬品开発にとって重要な発见である。
今回の成果によって、ヒトの复雑な染色体上で搁狈础が作られる様子が详しく観测できるようになりました。これまでは大肠菌など微生物のモデルをもとにポリメレースが顿狈础上に动员されると考えられていましたが、ヒトの细胞では、ポリメレースが集まったファクトリーが形成され、そこに沢山の遗伝子が集まって搁狈础が作られる様子が観察されました。日英の研究チームは、新しい遗伝子制御の基本原理のモデルの树立に役立ち、特定の遗伝子群でのポリメレースの动きを制御する新しいコンセプトの治疗薬开発につながる発见であると考えています。
お问い合せ：
东京大学先端科学技术研究センター
システム生物医学分野 教授 児玉 龍彦
システム生物医学ラボラトリー（尝厂叠惭）のサイト
【报道担当】
东京大学先端科学技术研究センター
経営戦略企画室広报担当 神野
〒153-8904 东京都目黒区驹场4-6-1
