難治がんにおいては、抗がん剤治療などの不利な環境に細胞集団が暴露されると、エピゲノムレベルの可塑性を利用して環境適応する細胞が出現することで再起を図るという強靭な生存戦略の存在が近年注目を集めている。こうした治療抵抗性ダイナミクスとそれに伴う表現型変遷を追跡するため、細胞増殖追跡と細胞形質追跡の両方が実現可能なDNA型バーコード技術「Watermelon」を導入した結果、メラノーマにおけるBRAF阻害剤耐性化がDrug-Tolerant Persister（DTP）を介して発生することを明らかにしてきた。特に、メラノーマの分化形質に相関してDTPや耐性化クローンのセレクションが生じることから、分化形質異常を伴う細胞表現型変化がDTPや耐性細胞の発生に関与することが示唆された。昨年度までに、このような表現型の変化にはヒストン脱メチル化酵素として知られるLSD1が必須の役割を果たすことを明らかにしてきたが、本年度はWatermelon導入細胞においてCRISPR tilingスクリーニングを実施することで、DTPや耐性細胞の発生を制御する機能性ドメインを網羅的に探索した結果、これまでに注目してきたドメインXに加えて、全く予想外なドメインX’を新たに同定することに成功した。ドメインX及び新規ドメインX’の機能解析を行った結果、これらドメインはLSD1による新規エピゲノム制御機構を担うドメインである可能性を示唆する結果を得た。またWatermelonバーコード解析の結果に関連して、この新規エピゲノム制御機構は、メラノーマ細胞の分化形質に依存しており、治療抵抗性・低分化形質を示すメラノーマ細胞に特異的であることを明らかにした。したがって、本エピゲノム制御機構が、メラノーマにおける脱分化と治療抵抗性を結ぶ中核的なメカニズムであることが示唆される。さらに、独自に見出した作用機序（昨年度までに同定した複合体形成）を阻害可能な低分子化合物を評価し、実際にBRAF阻害剤耐性化モデルや昨年度までに確立したゲムシタビン抵抗性モデルに併用したところ、ドメインXを介した制御機構が破綻し、これら抗がん剤に対する治療耐性化が抑制されることを明らかにした。