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ヒストン翻訳後修飾特異的一本鎖抗体(scFv)の構築とクロマチン修飾動態の解明

Research Project

Project/Area Number 15J06807
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Genetics/Chromosome dynamics
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

鯨井 智也  早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsヒストン修飾 / scFv / クロマチン / 翻訳後修飾 / 抗体 / ヒストン翻訳後修飾 / X線結晶構造解析 / 細胞内抗体 / ヒストン
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、遺伝子の発現制御機構の解明のため、細胞核内におけるヒストン修飾の動態を明らかにするためのプローブの開発研究を行う。これまでに、経時的に変化するヒストン修飾動態をライブイメージングするために、細胞内においてヒストン修飾特異的一本鎖抗体(scFv)を発現させる修飾特異的細胞内抗体プローブ(mintbody)の開発研究が進行している。しかし、細胞内においてscFvを発現させた場合に、多くのscFvが抗原に結合せず機能しないことが明らかになっている。そこで本研究では、生化学的、構造生物学的解析によりscFvが細胞内において機能するために必要な性質を明らかにすることで、さらなるmintbodyをデザインすることを目標としている。
これまでに、ヒストンH4の20番目のモノメチル化(H4K20me1)特異的scFvである15F11-scFvをモデルに、細胞におけるscFvの機能とscFvの構造的特徴の相関について解析を行ってきた。その結果、scFvのフレーム形成領域の疎水性の相互作用が重要であり、scFvの構造安定性もしくはフォールディングが重要であることが示唆されていた。そこで、さらなるmintbodyの作製のため、様々なscFvについて構造モデリングソフトェアを用いて立体構造モデルを構築し、変異体を予測した。いくつかのscFvについて構造予測を行った結果、mintbodyとして機能するscFvを取得することに成功した。今後、本知見が様々なmintbody作製のための一助となることが期待され、翻訳後修飾全般に関する研究の発展に貢献できると考えられる。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Crystal Structure and Characterization of Novel Human Histone H3 Variants, H3.6, H3.7, and H3.82017

    • Author(s)
      Taguchi H, Xie Y, Horikoshi N, Maehara K, Harada A, Nogami J, Sato K, Arimura Y, Osakabe A, Kujirai T, Iwasaki T, Semba Y, Tachibana T, Kimura H, Ohkawa Y, Kurumizaka H.
    • Journal Title

      Biochemistry

      Volume: 56 Issue: 16 Pages: 2184-2196

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.6b01098

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Influence of polynucleosome preparation methods on sedimentation velocity analysis of chromatin.2017

    • Author(s)
      Kujirai T, Machida S, Osakabe A, Kurumizaka H.
    • Journal Title

      J. Biochem.

      Volume: 161 Issue: 4 Pages: 381-388

    • DOI

      10.1093/jb/mvw081

    • NAID

      40021219908

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] In vitro reconstitution and biochemical analyses of theSchizosaccharomyces pombe nucleosome.2017

    • Author(s)
      Masako Koyama, Wataru Nagakura, Hiroki Tanaka, Tomoya Kujirai, Yuji Chikashige, Tokuko Haraguchi, Yasushi Hiraoka, Hitoshi Kurumizaka.
    • Journal Title

      Biochemical and biophysical research communications.

      Volume: 482 Issue: 4 Pages: 896-901

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2016.11.130

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Identification of the amino acid residues responsible for stable nucleosome formation by histone H3.Y.2017

    • Author(s)
      Kujirai T, Horikoshi N, Xie Y, Taguchi H, Kurumizaka H.
    • Journal Title

      Nucleus.

      Volume: - Issue: 3 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1080/19491034.2016.1277303

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A genetically encoded probe for live-cell imaging of H4K20 monomethylation2016

    • Author(s)
      Sato Y., Kujirai T., Arai R., Asakawa H., Ohtsuki C., Horikoshi N., Yamagata K., Ueda J., Nagase T., Haraguchi T., Hiraoka Y., Kimura A., Kurumizaka H., Kimura, H.
    • Journal Title

      J. Mol. Biol.

      Volume: 428 Issue: 20 Pages: 3885-3902

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2016.08.010

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Structure and function of human histone H3.Y nucleosome.2016

    • Author(s)
      Kujirai, T., Horikoshi, N., Sato, K., Maehara, K., Machida, S., Osakabe, A., Kimura, H., Ohkawa, Y. and Kurumizaka, H.
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: 1 Issue: 13 Pages: 1-15

    • DOI

      10.1093/nar/gkw202

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Solution structure of variant H2A.Z.1 nucleosome investigated by small-angle X-ray and neutron scatterings2015

    • Author(s)
      M. Sugiyama, N. Horikoshi, Y. Suzuki, H. Taguchi, T. Kujirai, R. Inoue, Y. Oba, N. Sato, A. Martel, L. Porcar, and H. Kurumizaka
    • Journal Title

      Biochemistry and Biophysics Reports

      Volume: 4 Pages: 28-32

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2015.08.019

    • NAID

      120005893550

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ヒストンH3.Yヌクレオソームの構造機能解析2017

    • Author(s)
      鯨井智也, 堀越直樹, 胡桃坂仁志
    • Organizer
      第34回染色体ワークショップ・第15回核ダイナミクス研究会
    • Place of Presentation
      木更津
    • Year and Date
      2017-01-11
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Structural studies of the nucleosomes of ancient land plant Marchantia polymorpha.2017

    • Author(s)
      Tomoya Kujirai, Yuka Fujino, Akihisa Osakabe, Frederic Berger, Hitoshi Kurumizaka
    • Organizer
      EMBO CONFERENCE, The Nucleosome: From Atoms to Genomes.
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ヌクレオソーム結合因子の探索及び機能解析2017

    • Author(s)
      鯨井智也、粉間信樹、増本博司、胡桃坂仁志
    • Organizer
      生命科学系学会合同年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] クロマチン結合タンパク質DEKの機能解析2017

    • Author(s)
      鯨井智也、粉間信樹、木村宏、増本博司、胡桃坂仁志
    • Organizer
      第35回染色体ワークショップ・第16回核ダイナミクス研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒストン修飾特異的細胞内発現抗体の機能解析2016

    • Author(s)
      鯨井智也、佐藤優子、堀越直樹、木村宏、胡桃坂仁志
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2016-11-30
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 遺伝子発現制御に重要なH3.Yヌクレオソームの機能解析2016

    • Author(s)
      鯨井智也、堀越直樹、佐藤浩一、前原一満、町田晋一、越阪部晃永、木村宏、大川恭行、胡桃坂仁志
    • Organizer
      第89回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2016-09-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Structural characterization of the H3.Y nucleosome2016

    • Author(s)
      Tomoya Kujirai, Naoki Horikoshi, Koichi Sato, Kazumitsu Maehara, Shinichi Machida, Akihisa Osakabe, Hiroshi Kimura, Yasuyuki Ohkawa, Hitoshi Kurumizaka
    • Organizer
      Cold Spring Harbor Asia Conference, CHROMATIN, EPIGENETICS & TRANSCRIPTION
    • Place of Presentation
      Shzhou, China
    • Year and Date
      2016-05-09
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 構造から見たヒストン修飾特異的一本鎖抗体(scFv)の機能解析2015

    • Author(s)
      鯨井智也
    • Organizer
      Robert Feulgen Prize 受賞記念ワークショップ
    • Place of Presentation
      神奈川
    • Year and Date
      2015-09-11
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] The distinct property of histone H3.Y nucleosome2015

    • Author(s)
      Tomoya Kujirai, Naoki Horikoshi, Koichi Sato, Kazumitsu Maehara, Akihisa Osakabe, Shinichi Machida, Yasuyuki Ohkawa, Hiroshi Kimura, Hitoshi Kurumizaka
    • Organizer
      International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
    • Place of Presentation
      兵庫
    • Year and Date
      2015-08-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ヒストン修飾特異的一本鎖抗体の結合解析2015

    • Author(s)
      鯨井智也、堀越直樹、佐藤優子、木村宏、胡桃坂仁志
    • Organizer
      GE Life Science Day 2015
    • Place of Presentation
      神奈川
    • Year and Date
      2015-07-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒストンH3.Yが形成するクロマチン及びヌクレオソームの機能解析2015

    • Author(s)
      鯨井智也、堀越直樹、佐藤浩一、前原一満、越阪部晃永、町田晋一、大川恭行、木村宏、胡桃坂仁志
    • Organizer
      第9回日本エピジェネティクス研究会年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-05-25
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ヒストンH3トリメチル化リシン特異的モノクローナル抗体又はその抗原結合性断片2017

    • Inventor(s)
      木村宏、佐藤優子、大井彰人、胡桃坂仁志、鯨井智也、大川恭行
    • Industrial Property Rights Holder
      木村宏、佐藤優子、大井彰人、胡桃坂仁志、鯨井智也、大川恭行
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-111580
    • Filing Date
      2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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