[出典] Exploring the virulence gene interactome with CRISPR/dCas9 in the human malaria parasite. Bryabt JM et al. Mol Syst Biol 2020 Aug. https://www.embopress.org/doi/10.15252/msb.20209569

 マラリア原虫 (Plasmodium falciparum; Pf)のヒト免疫回避機構は一つには感染したヒト赤血球表面に発現する抗原タンパク質PfEMP1に拠っている。PfEMP1は、~60メンバーと大きなvar遺伝子にコードされており、抗原性が異なるメンバーが相互排他的に発現し、時に切り替わっていくこと (antigenic variation)で、免疫回避を実現している。

 Pfのantigenic variationは、他の寄生虫と異なりエピゲノムで制御される。これまでに、var遺伝子ファミリーの相互排他的発現に、ヘテロクロマチンタンパク質1 (HP1), ヒストン脱アセチル化酵素 (HDA2), Silent information regulator 2 (SIR2aとb), ヒストンメチルトランスフェラーゼ (SE2とSET10)の関与や、ヒストン修飾 (H3K9acとH3K4me2/3),  ヒストン変異体 (H2A.ZとH2B.Z)その相関が報告されてきたが、エピゲノム制御の全貌は明らかになっていない。

 一方で、var遺伝子ファミリーのメンバーはいずれも, プロモーター, エクソン1, イントロン, およびエクソン2の構造をとっているが、イントロン配列の保存性は比較的高く、双方向プロモーターとして機能すると言われ、プロモーターとイントロンの相互排他的発現とスイッチへの関与が示唆されてきた。

 Institut Pastuerの研究グループは今回、阪大 (現 弘前大)の藤田敏次と藤井穂高が開発したdCas9をベースとして遺伝子座特異的クロマチン沈降を可能としたenChIP[*]に質量分析 (MS)を組合せて、var遺伝子のプロモーターとイントロンに結合する因子を探索し、クロマチンリモデリング酵素のISWI (imitation switch) ファミリーを含む既知おおび新奇因子を同定した [Figure 3. Proteomic analysis of dCas9‐purified var gene introns and promoters参照]。

 PfISWIの機能解析からPfISWIが転写活性化に関与することが明らかになり、PfISWIのプロテオミクスから、var遺伝子のプロモータにエンリッチされているタンパク質として、アシルCoAシンテターゼ, 推定MORCタンパク質, および, ApiAP2転写因子を同定した。

[*] enChIP参考文献enChIP
  • Sp-dCas9: Fujita T, Fujii H. "Efficient isolation of specific genomic regions and identification of associated proteins by engineered DNA-binding molecule-mediated chromatin immunoprecipitation (enChIP) using CRISPR" Biochem Biophys Res Commun 2013-08-11 [Fig.1引用右図参照]. 
  • Sa-dCas9: Fujita T, Yuno M, Fujii H. "enChIP systems using different CRISPR orthologues and epitope tags" BMC Res Notes. 2018 Feb 27;11(1):154