転写抑制を調節する新規因子の発見 ータンパク質の安定性制御を介した転写抑制のしくみー

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2026-05-11 東京大学

東京大学の研究グループは、植物シロイヌナズナを用いて、ヒストン修飾H3K9ジメチル化による転写抑制に必要な新規因子MBD8を発見した。H3K9me2は真核生物に広く保存された転写抑制型ヒストン修飾だが、その詳細機構は不明だった。研究では、MBD8がヒストン脱メチル化酵素LDL2と結合し、LDL2タンパク質の安定性を維持することで、転写活性化に関与するH3K4me1の除去を促進し、遺伝子発現を抑制していることを明らかにした。MBD8を欠損するとLDL2が分解され、転写抑制が正常に働かなくなることも確認された。また、MBD8はDNAメチル化認識タンパク質ファミリーに属するが、従来想定されたメチル化シトシン結合能とは異なる独自機能を持つことも判明した。研究成果は、植物の発生制御や環境応答を支えるエピジェネティック制御機構の理解に貢献すると期待される。

転写抑制を調節する新規因子の発見 ータンパク質の安定性制御を介した転写抑制のしくみー
MBD8はLDL2のタンパク質安定性を高め転写抑制に働

<関連情報>

MBD8は、シロイヌナズナにおけるH3K9me2の下流でのLDL2を介した転写抑制に必要である MBD8 is required for LDL2-mediated transcriptional repression downstream of H3K9me2 in Arabidopsis

Shusei Mori,Akihisa Osakabe,Juliarni,Yuriko Tanaka,Mami Hirayama,Soichi Inagaki,Tetsuji Kakutani
Nucleic Acids Research  Published:11 May 2026
DOI:https://doi.org/10.1093/nar/gkag361

Abstract

Histone H3 lysine 9 methylation (H3K9me) is a conserved epigenetic mark for transcriptional gene repression. In Arabidopsis, H3K9 dimethylation (H3K9me2) promotes the removal of a transcription-associated mark, H3K4 monomethylation (H3K4me1), and this process within genes requires the histone demethylase LDL2. However, how LDL2 specifically functions in genes that accumulate H3K9me2 remains unknown. Here, we show that methyl-CpG-binding domain protein 8 (MBD8) binds to LDL2 and plays a role in H3K4me1 removal and transcriptional gene repression downstream of H3K9me2. MBD8 preferentially binds GC-poor DNA, regardless of its cytosine methylation status. Interestingly, LDL2 protein levels were significantly reduced in the mbd8 mutant background, suggesting that MBD8 stabilizes the LDL2 protein, facilitating H3K4me1 removal and the transcriptional repression of H3K9me2-marked genes. The domain necessary for the MBD8–LDL2 interaction is conserved among plants. Notably, MBD8 lacking the MBD domain still complemented the effect of MBD8 on H3K4me1 levels and the developmental phenotypes. We propose that MBD proteins have diverse functions beyond their methylated DNA-binding capabilities.

細胞遺伝子工学
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