ヒストンメチル化（H3K9ME3）の変化を監視します

H3K9ME3（ヒストンH3のリジン9のメチル化）は、リプレッサーマークとして機能するエピジェネティックな修飾です。癌や神経障害を含むいくつかの疾患は、H3K9ME3レベルの異常な変化と関連しています。細胞内のH3K9me3レベルの検出と定量化を可能にするために、さまざまなツールが開発されています。ただし、ほとんどのテクニックには、ライブセルの互換性がありません。この懸念に対処するために、H3K9ME3をその場でプローブするための組換えタンパク質センサーを設計しました。HP1Aの染色体およびクロモシャドウドメインを含むヘテロダイマーセンサーは、H3K9ME3の認識に最適であることがわかり、市販の抗体に対して同様の空間分解能を示しました。当社のセンサーは、抗体と比較してH3K9me3の変化を特徴付ける際に同様の定量的精度を提供しますが、単一の細胞分解能を主張しています。センサーは、環境化学アトラジン（ATZ）に反応するH3K9ME3の変化を評価するために適用されました。ATZは、24時間の暴露後にH3K9ME3レベルが大幅に減少することがわかった。細胞集団におけるH3K9me3の分布への影響も評価され、特徴的であることがわかりました。複数の毒性および薬物スクリーニング用途でのセンサーの適用を予測します。

H3K9me3 (methylation of lysine 9 of histone H3) is an epigenetic modification that acts as a repressor mark. Several diseases, including cancers and neurological disorders, have been associated with aberrant changes in H3K9me3 levels. Different tools have been developed to enable detection and quantification of H3K9me3 levels in cells. Most techniques, however, lack live cell compatibility. To address this concern, we have engineered recombinant protein sensors for probing H3K9me3 in situ. A heterodimeric sensor containing a chromodomain and chromo shadow domain from HP1a was found to be optimal in recognizing H3K9me3 and exhibited similar spatial resolution to commercial antibodies. Our sensor offers similar quantitative accuracy in characterizing changes in H3K9me3 compared to antibodies but claims single cell resolution. The sensor was applied to evaluate changes in H3K9me3 responding to environmental chemical atrazine (ATZ). ATZ was found to result in significant reductions in H3K9me3 levels after 24 h of exposure. Its impact on the distribution of H3K9me3 among cell populations was also assessed and found to be distinctive. We foresee the application of our sensors in multiple toxicity and drug-screening applications.