がん関連遺伝子E2F1が細胞分裂を促す新たな仕組みを発見(Cancer-linked gene uses ‘shortcut’ to trigger cell division)

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2026-11-06 カリフォルニア大学サンタクルーズ校(UCSC)

米国カリフォルニア大学サンタクルーズ校の研究チームは、がんの発生・進展に関係する転写因子E2F1が、通常の細胞分裂とは異なる経路で細胞増殖を誘導する仕組みを明らかにした。通常、休止状態(G0期)の細胞が分裂を再開するには、核内でタンパク質に巻き付いたDNAの構造をほどき、細胞周期関連遺伝子を活性化する必要がある。ところが、E2F1はDNAが高度に凝縮された状態でも、その一部に直接結合し、細胞周期関連遺伝子の発現を誘導できることを発見した。この過程では、クロマチンのアクセス可能性を大きく変化させる必要がない。また、E2F1の量が一定の閾値を超えると休止細胞が分裂を開始する一方、追加の増殖シグナルがない条件では最大3回までしか分裂できないことも確認した。本成果は、がん細胞が正常な増殖制御機構を回避する仕組みの理解につながり、E2F1そのものを標的とする新たな抗がん治療法の開発に向けた知見となる。

がん関連遺伝子E2F1が細胞分裂を促す新たな仕組みを発見(Cancer-linked gene uses ‘shortcut’ to trigger cell division)
On the left, dormant cells (turquoise) lie in wait for biological signals. On the right, cells are awakened by E2F1 (magenta) and begin to divide.

<関連情報>

E2F1はクロマチンアクセシビリティを変化させることなくG0-G1再突入転写プログラムを誘導する E2F1 induces a G0-G1 reentry transcriptional program without changing chromatin accessibility

Gerrald A Lodewijk, Benjamin R Topacio, Seungho Lee, Sayaka Kozuki, Alexis Abigail A Alburo, Znala Williams, Clara J Han, Abolfazl Zargari, Tilini U Wijeratne, Neda Bidoki, Silvart Arabian, Edward Wu, Eric Malekos, Joscha Weiss, Gerd A Müller, Vanessa D Jonsson, Nicolas H Thomä, Seth M Rubin & S Ali Shariati
The EMBO Journal  Published:06 November 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s44318-026-00936-4

Abstract

Quiescent cells repress cell-cycle genes via chromatin-based mechanisms to maintain a non-dividing state, yet remain poised to reenter the cell cycle upon stimulation. E2F1, a canonical activator of cell-cycle genes, is sufficient to induce cell-cycle reentry from quiescence, but how it overcomes chromatin-mediated repression remains unclear. Here, we show that inducible E2F1 expression triggers exit from quiescence without changes in chromatin accessibility by harnessing regulatory elements with limited accessibility. Time-resolved transcriptomic analysis demonstrates that E2F1 induces an accelerated transcriptional program compared to serum stimulation. Unlike serum, which triggers broad chromatin remodeling, E2F1 activates genes within a chromatin context with limited accessibility. ChIP-seq analyses reveal that E2F1 binds target sites in quiescent cells to activate canonical cell-cycle genes. Biochemical reconstitution demonstrates that E2F1 binds nucleosomes and accesses DNA wrapped by histones. These findings suggest that E2F1 accesses nucleosome-associated DNA and initiates transcription without major chromatin reorganization. Our work redefines the relationship between transcription factor and chromatin dynamics during fate transitions and establishes E2F1 as a potent regulator capable of inducing cell-cycle reentry without changing chromatin accessibility.

細胞遺伝子工学
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