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2026.03.31
【研究成果】染色体末端の遺伝子発現を制御する特殊な染色体高次構造形成のしくみを解明
2026年3月31
東京大学大学院総合文化研究科
発表のポイント
- 染色体末端テロメアの隣接領域サブテロメアの多くの遺伝子発現を制御する特殊な染色体凝縮構造の形成機構を明らかにしました。
- 分裂酵母のサブテロメアのKnob凝縮構造の形成にはヒストンタンパク質の脱アセチル化などのエピジェネティックな化学修飾が重要であることを明らかにしました。
- ヒトのサブテロメアに関連する病気の発症メカニズムの解明につながることが期待されます。
ヒストンの脱アセチル化などのエピジェネティックな修飾が重要である
発表内容
東京大学大学院総合文化研究科の加納純子教授と、同大学生命科学ネットワークの大坪瑶子特任助教、同大学大学院理学系研究科の浅野菜乃佳大学院生（当時）、大阪大学大学院理学研究科の大嵜美保大学院生（当時）、Atika Nurani大学院生（当時）、小野孝太大学院生（当時）らによる研究グループは、染色体末端領域サブテロメア（注1）における特殊な凝縮クロマチン構造の形成機構を明らかにしました。
生命の遺伝情報を担うDNAは、様々なタンパク質と結合して染色体と呼ばれる構造を作ります。中でも、ヒストンタンパク質はDNAに優先的に結合し、染色体の高次構造を形成する上で重要な役割を果たしています。凝縮した染色体構造が形成されると、そこに存在する遺伝子発現（注2）が抑制されることから、染色体高次構造と遺伝子発現は密接に関連しています。しかし、染色体末端近傍領域であるサブテロメアにおける特殊な凝縮構造がどのようにして形成されるのか、という疑問についてはこれまで解き明かされてきませんでした。この度、本研究チームは分裂酵母のサブテロメアのKnob凝縮構造の形成の分子機構を世界で初めて明らかにしました。具体的には、サブテロメア領域のヒストンタンパク質の化学修飾の変化―特に脱アセチル化、メチル化、リン酸化―がKnobの形成に重要であることを発見しました。Knobが消失すると、サブテロメアに存在する多くの遺伝子の異常発現が見られることから、Knob形成はサブテロメア遺伝子群の発現制御に重要であることがわかりました。
ヒトのサブテロメアには様々な病気に関連する多くの遺伝子が存在しています。本研究の成果は、様々なサブテロメア関連疾患の発症メカニズムの解明に寄与することが期待されます。
発表者・研究者等情報
東京大学
大学院総合文化研究科
加納 純子 教授
兼：大学院理学系研究科 教授、微生物科学イノベーション連携研究機構 教授
研究当時：大阪大学蛋白質研究所 准教授
生命科学ネットワーク
大坪 瑶子 特任助教
大学院理学系研究科
浅野 菜乃佳 修士課程大学院生（研究当時）
大学院理学研究科（蛋白質研究所）
大嵜 美保 修士課程大学院生（研究当時）
Atika Nurani 修士課程大学院生（研究当時）
小野 孝太 修士課程大学院生（研究当時）
論文情報
雑誌名：iScience
題名：Histone deacetylation as a landmark for Sgo2 relocation from centromeres to subtelomeres during interphase
著者名：Miho Osaki, Yoko Otsubo, Atika Nurani, Nanoka Asano, Kota Ono, Junko Kanoh
DOI：10.1016/j.isci.2025.112717
URL：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589004225009782?via%3Dihub
研究助成
本研究は、科研費「基盤研究(B)（課題番号：20H03185）」、大隅基礎科学創成財団、武田科学振興財団、第一三共生命科学研究振興財団などの支援により実施されました。
用語解説
（注1）サブテロメア
酵母やヒトなどの生物がもつ線状の染色体の最末端部分の構造体がテロメアであり、生命維持に必須の役割を果たすだけでなく、細胞老化のタイミング制御にも重要である。そのテロメアに隣接する染色体内側がサブテロメアである。サブテロメアには様々な遺伝子配列が存在しており、特殊な凝縮構造を形成することが知られている。
（注2）遺伝子発現
DNAの遺伝子配列からRNAやタンパク質が作られること。
