コンデンシンによる細胞周期特異的なクロマチン構造の制御

• Project/Area Number: 20058003
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 木村 圭志 University of Tsukuba, 大学院・生命環境科学研究科, 准教授 (50332268)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥6,000,000 (Direct Cost: ¥6,000,000); Fiscal Year 2009: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2008: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
• Keywords: コンデンシン / 細胞周期 / リン酸化 / クロマチン / 染色体凝縮 / PP2A / ホスファターゼ / 染色体 / 脱リン酸化

Research Abstract

コンデンシンは、分裂期(M期)染色体凝縮に中心的な役割を持つタンパク質複合体である。高等真核生物ではコンデンシンIとIIの二つのアイソフォームが存在し協調的に染色体構築に機能している。コンデンシンの活性や局在は、可逆的なリン酸化により厳密に制御されている。しかしコンデンシンの制御に関して、キナーゼの解析と比較して、ホスファターゼについてはあまり多くは知られていない。
そこで申請者らは、ツメガエル卵抽出液を用いた染色体再構築系に、M期の主要なホスファターゼであるPP1,PP2Aの阻害剤であるオカダ酸を添加し、ホスファターゼの役割を解析した。オカダ酸の添加により、コンデンシンIIが染色体から脱落し、染色体の構造に異常が生じた。さらに特異的な阻害剤による解析から、PP2AがコンデンシンIIの染色体局在に必要であることがわかった。このコンデンシンIIの染色体局在には、PP2Aのホスファターゼ活性は必要なく、PP2AがコンデンシンIIを染色体に運び結合させるリクルーターとして機能することが明らかになった。さらに、キネトコア領域へのコンデンシンIIのリクルートには、Sgo2がPP2Aの局在を制御することにより関与していることが明らかになった。
さらに、PP2AがリクルーターとしてコンデンシンII以外のタンパク質の染色体結合に関与するかを調べた、いくつかの候補タンパク質を同定した。そのうちで、KIF4aがPP2Aによりホスファターゼ活性非依存的に、Aurora BがPP2Aのホスファターゼ活性依存的に染色体に結合することを見出した。以上の結果から、PP2AがコンデンシンIIを含むいくつかの染色体タンパク質のリクルーターとして機能し、染色体構造を制御することが示された。

Research Products

• [Journal Article] Estrogen inhibits TGF-{beta}signaling by promoting Smad2/3 degradation (2010)
  • Author(s): Ito I, Hanyu A, Wayama M, Goto N, Katsuno Y, Kawasaki S, Nakajima Y, Kajiro M, Komatsu Y, Fujimura A, Hirota R, Murayama A, Kimura K, Imamura T, Yanagisawa J.
  • Journal Title: The Journal of biological chemistry (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The chromosomal association of condensin II is regulated by a noncatalytic function of PP2A (2009)
  • Author(s): Takemoto A, Maeshima K, Ikehara T, Yamaguchi K, Murayama A, Imamura S, Imamoto N, Yokoyama S, Hirano T, Watanabe Y, Hanaoka F, Yanagisawa J, Kimura K.
  • Journal Title: Nature Structural & Molecular Biology 16 Pages: 1302-1308
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] KLF4 suppresses estrogen-dependent breast cancer growth by inhibiting the transcriptional activity of ERα (2009)
  • Author(s): Akaogi K, Nakajima Y, Ito I, Kawasaki S, Oie S, Murayama A, Kimura K, Yanagisawa J.
  • Journal Title: Oncogene 28 Pages: 2894-2902
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The ubiquitin ligase CHIP acts as an upstream regulator of oncogenic pathways (2009)
  • Author(s): Kajiro M, Hirota R, Nakajima Y, Kawanowa K, So-ma K, Ito I, Yamaguchi Y, Ohie S, Kobayashi Y, Seino Y, Kawano M, Kawabe YI, Takei H, Hayashi S, Kurosumi M, Murayama A, Kimura K, Yanagisawa J.
  • Journal Title: Nature Cell Biol. 11 Pages: 312-319
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The ubiquitin ligase CHIP acts as an upstream regulator of oncogenic pathways (2009)
  • Author(s): Kajiro M, Hirota R, Nakajima Y, Kawanowa K, So-ma. K, Ito I, Yamaguchi Y, Ohie S, Kob ayashi Y, Seino Y, Kawano M, Kawabe YI, Takei H, Hayashi S, Kurosumi M, Murayama A. Kimura K. Yanaeisawa J.
  • Journal Title: Nature Cell Biol 11 Pages: 312-319
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Epigenetic control of rDNA loci in response to intracellular energy status (2008)
  • Author(s): Murayama A, Ohmori. K,. Fujimura A, Minami H, Yasuzawa-Tanaka K, Kuroda T, Oie S, Daitoku H, Okuwaki M, Nagata K, Fukamizu A, Kimura K, Shimizu T, Yanaeisawa J.
  • Journal Title: Cell 133 Pages: 627-629
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PPARgamma ligands suppress the feedback loop between E2F2 and cyclin-E1 (2008)
  • Author(s): Komatsu Y, Ito I, Wayama M, Fujimura A, Akabgi K, Machida H, Nakajima Y, Kuroda T, Ohmori K, Murayama A, Kimura K, Yanagisawa J.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun 370 Pages: 145-148
  • Peer Reviewed
• [Presentation] PP2A non-catalytically localizes condensin II to mitotic chromosomes (2010)
  • Author(s): 木村圭志
  • Organizer: 生理学研究所研究会
  • Place of Presentation: 岡崎(愛知県)
  • Year and Date: 2010-03-10
• [Presentation] PP2AによるコンデンシンIIの染色体局在制御 (2010)
  • Author(s): 竹本愛, 前島一博, 池原強, 山口量光, 花岡文雄, 柳澤純, 木村圭志
  • Organizer: 第27回染色体ワークショップ
  • Place of Presentation: 御殿場(静岡県)
  • Year and Date: 2010-01-20
• [Presentation] Functional analysis of nuclolar proteins, WDR3 and PES1 (2010)
  • Author(s): 藤村亜紀子, 熊沢拓也, 村山明子, 西村和帆, 木村圭志, 柳澤純
  • Organizer: DECODE Winter Workshop 2010
  • Place of Presentation: Niigata, Japan
  • Year and Date: 2010-01-19
• [Presentation] Regulation of cell growth by NOL1/NOP2/Sun domein family, member 1(NOL1) (2010)
  • Author(s): 熊沢拓也, 村山明子, 藤村亜紀子, 西村和帆, 木村圭志, 柳澤純
  • Organizer: DECODE Winter Workshop 2010
  • Place of Presentation: Niigata, Japan
  • Year and Date: 2010-01-18
• [Presentation] 核小体因子 WD repeat domain3(WDR3)の機能解析 (2009)
  • Author(s): 藤村亜紀子, 村山明子, 熊沢拓也, 西村和帆, 木村圭志, 柳澤純
  • Organizer: BMB2009(第32回日本分子生物学会年会)
  • Place of Presentation: 横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2009-12-12
• [Presentation] 核小体因子NOL1/NOP2/Sun domain family, member 1(NOL1)の細胞増殖制御のメカニズム (2009)
  • Author(s): 熊澤拓也, 村山明子, 藤村亜紀子, 西村和帆, 木村圭志, 柳澤純
  • Organizer: BMB2009(第32回日本分子生物学会年会)
  • Place of Presentation: 横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2009-12-12
• [Presentation] PP2AによるコンデンシンIIの局在制御 (2009)
  • Author(s): 竹本愛, 前島一博, 池原強, 花岡文雄, 柳澤純, 木村圭志
  • Organizer: BMB2009(第32回日本分子生物学会年会)
  • Place of Presentation: 横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2009-12-09
• [Presentation] 間期におけるコンデンシンの機能解析 (2009)
  • Author(s): 山口量光, 竹本愛, 柳澤純, 木村圭志
  • Organizer: BMB2009(第32回日本分子生物学会年会)
  • Place of Presentation: 横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2009-12-09
• [Presentation] The chromosomal association of condensin II by non-catalytic action of PP2A (2009)
  • Author(s): 木村圭志
  • Organizer: MEXT Priority Research Project "Cell Proliferation Control" International Symposium
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2009-02-27
• [Presentation] PP2Aによる染色体へのタンパク質局在機構〜コンデンシンを中心として〜 (2009)
  • Author(s): 竹本愛, 前島一博, 池原強, 山口量光、花岡文雄、柳澤純、木村圭志
  • Organizer: 第26回染色体ワークショップ
  • Place of Presentation: 姫路
  • Year and Date: 2009-01-27
• [Presentation] オカダ酸によるPP2Aを介したコンデンシンIIの染色体局在阻害機構 (2008)
  • Author(s): 山口量光, 竹本愛, 前島一博, 池原強, 今村志穂子, 柳澤純, 木村圭志
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2008-12-10
• [Presentation] Differential chromosomal targeting of condensins by PP2A (2008)
  • Author(s): 木村圭志
  • Organizer: 遺伝研/国際シンポジウム
  • Place of Presentation: 伊勢
  • Year and Date: 2008-05-30
• [Presentation] PP2Aによる染色体構成タンパク質の染色体局在の解析〜コンデンシンを中心とした解析〜 (2007)
  • Author(s): 竹本愛, 前島一博, 池原強, 今村志穂子, 横山茂之, 花岡文雄, 柳澤純, 木村圭志
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2007-12-10
• [Remarks]
  • URL: http://yanagisawalab.org/home/