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Molecular basis of maintenance DNA methylation

Research Project

Project/Area Number 16H04818
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Genetics/Chromosome dynamics
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Nishiyama Atsuya  東京大学, 医科学研究所, 准教授 (50378840)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2016: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
KeywordsDNAメチル化 / DNA複製 / ユビキチン / DNMT1 / UHRF1 / PCNA / PAF15 / ユビキチン化 / Uhrf1 / Dnmt1 / ツメガエル卵 / 無細胞系 / クロマチン / 質量分析 / 染色体
Outline of Final Research Achievements

DNA methylation is a chemical modification that acts as a "cellular memory" and plays an important role in cell differentiation and suppression of carcinogenesis. DNA methyltransferase 1 (DNMT1) is a DNA methylation enzyme that ensures accurate inheritance of DNA methylation patterns to daughter DNA during chromosome replication. The function of the E3 ubiquitin ligase UHRF1 is also essential for the localization of DNMT1 at DNA methylation sites, but the molecular mechanism is not yet clear. In this study, we identified PAF15 as a novel DNMT1 interacting protein. We then clarified that UHRF1-dependent ubiquitination of PAF 15 controls the localization of DNMT1 at the methylation sites and ensures faithful inheritance of DNA methylation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

DNAメチル化酵素は抗がん剤の作用点としても注目を集めており、本研究成果はDNAメチル化継承の新たなメカニズムを明らかとした学術的な意義に加えて、DNAメチル化酵素阻害剤の開発推進に大きく寄与する可能性がある。また、PAF15は様々ながん細胞で高発現していることが報告されており、PAF15の高発現がDNAメチル化制御に与える影響を明らかにすることは今後の重要な課題と考えられる。

Report

(4 results)
  • 2019 Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 5 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] Ludwig-Maximilians-Universitat Munchen(ドイツ)

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  • [Int'l Joint Research] Ludwig Maximilians University Munich,(Germany)

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  • [Journal Article] Structure of the Dnmt1 reader module complexed with a unique two-mono-ubiquitin mark on histone H3 reveals the basis for DNA methylation maintenance.2017

    • Author(s)
      Ishiyama S, Nishiyama A, Saeki Y, Moritsugu K Morimoto D, Yamaguchi L, Arai N, Matsumura R, Kawakami T, Mishima Y, Hojo H, Shimamura S, Ishikawa F, Tajima S, Tanaka K, Ariyoshi M, Shirakawa M, Ikeguchi M, Kidera A, Suetake I, Arita K, Nakanishi M
    • Journal Title

      Mol Cell

      Volume: 68 Issue: 2 Pages: 350-360

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2017.09.037

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Usp7-dependent histone H3 deubiquitylation regulates maintenance of DNA methylation.2017

    • Author(s)
      Yamaguchi L, Nishiyama A, Misaki T, Johmura Y, Ueda J, Arita K, Nagao K, Obuse C, Nakanishi M
    • Journal Title

      Scientific reports

      Volume: 7 Issue: 1 Pages: 1-12

    • DOI

      10.1038/s41598-017-00136-5

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] DNAメチル化維持制御機構の解明2019

    • Author(s)
      西山 敦哉
    • Organizer
      東京大学医科学研究所国際共同利用・共同研究拠点事業平成30年度若手研究者シンポジウム
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      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] UHRF1依存的なマルチプルモノユビキチン化を介した維持DNAメチル化制御2018

    • Author(s)
      西山 敦哉, 千葉 祥恵, 隈本 宗一郎, 佐伯 泰, 郡 聡実, 有田 恭平, 川上 徹, 中西 真
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会
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      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Uhrf1依存的なPAF15のユビキチン化を介した DNA維持メチル化制御2018

    • Author(s)
      西山 敦哉、千葉 祥恵、隈本 宗一郎、佐伯 泰、郡 聡美、川上 徹、有田 恭平、中西 真
    • Organizer
      第41回 日本分子生物学会年会 ワークショップ
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      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] DNAメチル化継承を制御するユビキチン・コード2017

    • Author(s)
      西山 敦哉、石山 玲、佐伯 泰、三島 優一、川上 徹、北條 裕信、末武 勲、有田 恭平、中西 真
    • Organizer
      ConBio2017 [4AW13] ユビキチン・コード:細胞内の最も難解な暗号を読む
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] PAF15 のユビキチン化を介した 維持DNA メチル化制御2017

    • Author(s)
      西山 敦哉、佐伯 泰、有田 恭平、中西 真
    • 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
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  • [Presentation] 片鎖メチル化結合蛋白質UHRF1によるPCNAのユビキチン化2017

    • Author(s)
      西山敦哉、山口留奈、三崎紀展、佐伯泰、中西真
    • 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
      千葉県 (かずさアカデミアホール)
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  • [Presentation] ユビキチン修飾系によるDNAメチル化維持経路の制御2016

    • Author(s)
      西山 敦哉
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神奈川県(パシフィコ横浜)
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    • Invited
  • [Remarks] ライフサイエンス 新着論文レビュー

    • URL

      http://first.lifesciencedb.jp/archives/17386

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  • [Remarks] 東京大学大学院 理学系研究科 癌防御シグナル分野 中西研究室

    • URL

      http://www.ims.u-tokyo.ac.jp/cancer-cell-biology/hp2018/01index.html

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      2017 Annual Research Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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