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コンデンシンによる分裂期ヒト染色体構造の構築および制御機構の解明

Research Project

Project/Area Number 15J10909
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Applied biochemistry
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

坂田 豊典  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,940,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
KeywordsChIP-seq / 染色体凝縮 / コンデンシン / DNAトポイソメラーゼIIalpha / 単鎖DNA / R-loop
Outline of Annual Research Achievements

細胞分裂期における染色体凝縮は、複製された相同な姉妹染色分体を最終的に娘細胞へ正確に分配するために非常に重要である。分裂期染色体凝縮に機能する因子として、2種類のタンパク質複合体、コンデンシンI、II及び、DNAトポイソメラーゼIIalpha (TopIIa)が知られている。しかしながら、これらの因子が実際に分裂期染色体上でどのように機能することで、正確な染色体凝縮がなされるのかという点については多くの疑問が残されており、本研究はそのメカニズムの解明を目的とした。
まず、コンデンシンI、II及びTopIIaの定量ChIP-seq解析を行い、これまでより定量的なコンデンシン及びTopIIaの結合プロファイルを得た。それらのデータ解析から、これらの因子は染色体碗部全域において、ある程度の割合で結合がみられ、さらに、転写活性の高い遺伝子の転写開始点 (TSS) 周辺ではこれらの因子はより強い結合を示すことが明らかとなった。以上の結果から、これらの因子は、(i) 染色体腕部領域全域における広い一定量の結合と、(ii) 転写活性の高い遺伝子のTSS周辺でのシャープな強い結合の2つの異なる結合タイプをもつことが考えられる。さらに、コンデンシンIIをKDした細胞における定量ChIP-seq解析から、染色体腕部全域でコンデンシンIの結合の減少がみられた一方で、コンデンシンIのKDではコンデンシンIIの結合にあまり変化はみられなかった。このことから、コンデンシンIIはコンデンシンIの正常な分裂期染色体への局在に必要であると考えられる。さらに、コンデンシンI、IIまたは両方をKDした細胞では、染色体腕部全域でTopIIaの結合が減少していた。これらの結果から、コンデンシン複合体はどちらもTopIIaの分裂期染色体上へのリクルートメントを促進していることが示唆された。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] ChIP-seq analysis of condensin complex in cultured mammalian cells2017

    • Author(s)
      Sakata, T., Shirahige, K., Sutani, T.
    • Journal Title

      Methods in Molecular Biology

      Volume: 1515 Pages: 257-271

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-6545-8_16

    • ISBN
      9781493965434, 9781493965458
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Condensin targets and reduces unwound DNA structures associated with transcription in mitotic chromosome condensation2015

    • Author(s)
      Takashi Sutani, Toyonori Sakata, Ryuichiro Nakato, Koji Masuda, Mai Ishibashi, Daisuke Yamashita, Yutaka Suzuki, Tatsuya Hirano, Masashige Bando, Katsuhiko Shirahige
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 1-13

    • DOI

      10.1038/ncomms8815

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 定量ChIP-seq解析により明らかとなったコンデンシン依存的なDNAトポイソメラーゼIIαのヒト分裂期染色体へのリクルートメント2016

    • Author(s)
      坂田豊典
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-11-30
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Both condensin I and II promote recruitment of DNA topoisomerase II alpha to mitotic human chromosomes2016

    • Author(s)
      Toyonori Sakata
    • Organizer
      Epigenetics & Chromatin, Cold Spring Harbor Laboratory meetings & courses program
    • Place of Presentation
      Cold Spring Harbor (New York, U.S.A.)
    • Year and Date
      2016-09-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 遺伝子の転写開始点におけるコンデンシンIとIIの局在の生理的意義の解明2015

    • Author(s)
      坂田豊典
    • Organizer
      第38回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド (兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Remarks] DNAから染色体をつくるための重要な過程を発見

    • URL

      http://www.iam.u-tokyo.ac.jp/pressrelease150723.html

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Remarks] DNAから染色体をつくるレシピ

    • URL

      http://www.u-tokyo.ac.jp/ja/utokyo-research/research-news/how-to-make-chromosomes-from-dna.html

    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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

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