Roles of type II DNA topoisomerase in the interaction of distant genomic sites

• Project/Area Number: 23310133
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Genome biology
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: TSUTSUI KEN 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 名誉教授 (70108158)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): MIYAJI Mary 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教 (50349255) ; HOSOYA Osamu 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教 (90304310) ; SANO Kuniaki 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教 (00294405) ; TSUTSUI Kimiko 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教 (70144748) ; KUWANO Ryozo 新潟大学, 脳研究所, 教授 (20111734)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥20,410,000 (Direct Cost: ¥15,700,000、Indirect Cost: ¥4,710,000); Fiscal Year 2013: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2012: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000); Fiscal Year 2011: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
• Keywords: 遺伝子 / ゲノム / 酵素 / 発現制御 / 発生・分化 / 発生 / 分化

Research Abstract

We analyzed the characteristic gene regulation mechanism in terminally differentiating neuronal cells by identifying the genomic region targeted by DNA topoisomerase IIbeta (topo IIb) and its partner protein SP120/hnRNP U through massive sequencing on new generation sequencers. Results are summarized as follows: 1) Topo IIb regulates the transcription of groups of genes in both directions (up- and down-regulation). 2) Genes controlled by topo IIb are positioned non-randomly on the genome. 3) Analysis of the topo IIb action sites (toposites) suggested that the toposite enriched in intergenic regions (termed Ts3) has an important role in the gene expression of terminal differentiation. 4) The SP120-binding sites overlapping with Ts3 toposites appear to be the target of topo IIb-SP120 complex, which was also demonstrated by cytological methods as nuclear colocalization spots. 5) Ts3 toposites represent the topo IIb-mediated distant interaction sites involved.

Research Products

• [Journal Article] The CENP-O complex requirement varies among different cell types. (2014)
  • Author(s): Kagawa, N., Hori, T., Hoki, Y., Hosoya, O., Tsutsui, K., Saga, Y., Sado, T., and *Fukagawa, T.
  • Journal Title: Chrom. Research Volume: in press Issue: 3 Pages: 293-303
  • DOI: 10.1007/s10577-014-9404-1
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Behavior tests and immunohistochemical retinal response analyses in RCS rats with subretinal implantation of Okayama-University-type retinal prosthesis (2013)
  • Author(s): Alamusi, Matsuo T., Hosoya O., Tsutsui K.M., Uchida T
  • Journal Title: Journal of Artificial Organs Volume: 16 Issue: 3 Pages: 343-351
  • DOI: 10.1007/s10047-013-0697-1
  • NAID: 120005526620
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Resveratrol Inhibited Hydroquinone-induced Cytotoxicity in Mouse Primary Hepatocytes. (2012)
  • Author(s): (Wang DH), Otsuki Y, Fujita H, Miyazaki M, Yie Q, Tsutsui K, Sano K, Masuoka N, Ogino K.
  • Journal Title: Int J Environ Res & Public Health Volume: 9 Issue: 9 Pages: 3354-3364
  • DOI: 10.3390/ijerph9093354
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nuclear protein LEDGF/p75 recognizes supercoiled DNA by a novel DNA-binding domain (2011)
  • Author(s): Tsutsui, K.M., Sano, K., Hosoya, O., Miyamoto, T., Tsutsui, K
  • Journal Title: Nucleic Acids Res Volume: 39 (12) Pages: 5067-5081
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nuclear protein LEDGF/p75 recognizes supercoiled DNA by a novel DNA-binding domain (2011)
  • Author(s): Tsutsui, K.M.
  • Journal Title: Nucleic Acids Res Volume: 39 Pages: 5067-5081
  • Peer Reviewed
• [Presentation] II 型DNA トポイソメラーゼの核内動態と遺伝子制御 (シンポジウム : 細胞核内構造体の構築原理と高次生命機能) (2013)
  • Author(s): 筒井研
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜市)
• [Presentation] DNA トポイソメラーゼIIβによる遺伝子制御と核構造 (2013)
  • Author(s): 古田良平
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド(神戸市)
• [Presentation] II型DNAトポイソメラーゼの核内動態と遺伝子制御 (シンポジウム：細胞核内構造体の構築原理と高次生命機能) (2013)
  • Author(s): 筒井 研
  • Organizer: 第86回 日本生化学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜市）
  • Invited
• [Presentation] SBP75の選択的DNA高次構造認識 (2013)
  • Author(s): 佐野訓明、山崎和彦、筒井公子、筒井 研
  • Organizer: 第86回 日本生化学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜市）
• [Presentation] DNAトポイソメラーゼIIβのC末端領域による酵素反応制御機構の解析 (2013)
  • Author(s): 河野真二、加藤佑梨、小野田彰久、木山和子、池田正五、筒井公子、筒井 研
  • Organizer: 第86回 日本生化学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜市）
• [Presentation] DNAトポイソメラーゼIIβによる遺伝子制御と核構造 (2013)
  • Author(s): 古田良平、宮地まり、佐野訓明、細谷 修、筒井公子、筒井 研
  • Organizer: 第36回 日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド（神戸市）
• [Presentation] II型DNAトポイソメラーゼによる神経特異的遺伝子の発現制御機構 (2013)
  • Author(s): 宮地まり、佐野訓明、古田良平、細谷 修、筒井公子、筒井 研
  • Organizer: 第12回 細胞核ダイナミクス研究会
  • Place of Presentation: ホテルおかだ（神奈川県足柄下郡箱根町）
• [Presentation] DNA 高次構造と遺伝子発現制御バイオメディカル研究部門セミナー (2012)
  • Author(s): 筒井研
  • Place of Presentation: 産業技術総合研究所(筑波
  • Year and Date: 2012-12-26
• [Presentation] DNA トポイソメラーゼIIβによる遠隔ゲノム部位間の相互作用と遺伝子発現制御 (2012)
  • Author(s): 古田良平
  • Organizer: 第35回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: マリンメッセ福岡(福岡県)
  • Year and Date: 2012-12-11
• [Presentation] Induced Expression of Neuroal Genes in Terminal Differentiation : Essential Roles of DNA Topoisomerase Iibeta (2012)
  • Author(s): Tsutsui, K.M
  • Organizer: BIT's 3rd Annual World Congress of NeuroTalk-2012
  • Place of Presentation: Beijing International Convention Center, Beijing, China
  • Year and Date: 2012-05-20
  • Invited
• [Presentation] Induced Expression of Neuroal Genes in Terminal Differentiation: Essential Roles of DNA Topoisomerase IIbeta. (2012)
  • Author(s): Tsutsui, K.M., Miyaji, M., Sano, K., Furuta, R., Tsutsui, K.
  • Organizer: BIT’s 3rd Annual World Congress of NeuroTalk-2012.
  • Place of Presentation: Beijing International Convention Center, Beijing, China
  • Invited
• [Presentation] RG-domain of hnRNP U/SAF-A/SP120 is Essential for Its MAR-specific DNA-binding Activity. (2012)
  • Author(s): Miyaji, M., Furuta, R., Tsutsui, K.M., Tsutsui, K.
  • Organizer: BIT’s 3rd Annual World Congress of NeuroTalk-2012.
  • Place of Presentation: Beijing International Convention Center, Beijing, China
• [Presentation] DNA Topoisomerase IIbeta Mediates Distal Genomic Interactions in Terminal differentiation of Neurons. (2012)
  • Author(s): Furuta, R., Miyaji, M., Sano, K., Tsutsui, K.M., Tsutsui, K.
  • Organizer: BIT’s 3rd Annual World Congress of NeuroTalk-2012.
  • Place of Presentation: Beijing International Convention Center, Beijing, China
• [Presentation] DNAトポイソメラーゼIIβはC末端領域にある新規ドメインを介してRNAにより制御されている (2012)
  • Author(s): 小野田彰久、木山和子、細谷修、佐野訓明、筒井 研、筒井公子
  • Organizer: 第35回 日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: マリンメッセ福岡(福岡県)
• [Presentation] DNAトポイソメラーゼIIβによる遠隔ゲノム部位間の相互作用と遺伝子発現制御 (2012)
  • Author(s): 古田良平、宮地まり、佐野訓明、筒井公子、筒井研
  • Organizer: 第35回 日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: マリンメッセ福岡(福岡県)
• [Presentation] SP120/SAF-A/hnRNP UのMAR認識機構とDNA構造変化 (2012)
  • Author(s): 宮地 まり、古田良平、筒井公子、筒井研
  • Organizer: 第35回 日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: マリンメッセ福岡(福岡県)
• [Presentation] II型トポイソメラーゼによる遠隔ゲノム部位間の相互作用 (2012)
  • Author(s): 古田良平、宮地まり、佐野訓明、筒井公子、筒井 研
  • Organizer: 第30回 染色体ワークショップ・第11回 細胞核ダイナミクス研究会
  • Place of Presentation: 淡路夢舞台国際会議場（兵庫県）
• [Presentation] II型トポイソメラーゼによる核内構造変化と遺伝子発現制御 (2012)
  • Author(s): 宮地まり、古田良平、佐野訓明、細谷 修、筒井公子、筒井 研
  • Organizer: 第30回 染色体ワークショップ・第11回 細胞核ダイナミクス研究会
  • Place of Presentation: 淡路夢舞台国際会議場（兵庫県）
• [Presentation] 人工合成ペプチドの超らせんDNAへの選択的結合 (2011)
  • Author(s): 佐野訓明
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜市)
  • Year and Date: 2011-12-16
• [Presentation] DNAトポイソメラーゼIIβのRNAによる活性調節と核内局在変化 (2011)
  • Author(s): 木山和子
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜市)
  • Year and Date: 2011-12-15
• [Presentation] 核マトリックスタンパク質SP120/SAF-A/hnRNP Uの新たなMAR特異的DNA結合領域の同定 (2011)
  • Author(s): 宮地まり
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜市)
  • Year and Date: 2011-12-15
• [Presentation] 網膜視細胞の終末分化におけるDNAトポイソメラーゼIIβの役割 (2011)
  • Author(s): 細谷修
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜市)
  • Year and Date: 2011-12-15
• [Presentation] DNAトポイソメラーゼIIβによる遠隔ゲノム部位間の相互作用 (2011)
  • Author(s): 古田良平
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜市)
  • Year and Date: 2011-12-15
• [Presentation] トポイソメラーゼIIβは離れたゲノム部位の間ではたらくか (2011)
  • Author(s): 古田良平
  • Organizer: 第10回細胞核ダイナミクス研究会
  • Place of Presentation: 北広島、北海道
  • Year and Date: 2011-10-27
• [Presentation] Transcriptional Induction of Neuronal Genes by Targeted Action of DNA Topoisomerase Iiβ (2011)
  • Author(s): Tsutsui, K.
  • Organizer: Advances in DNA Topoisomerase and Chromosome Dynamics
  • Place of Presentation: Academia Sinica (Taipei)
  • Year and Date: 2011-10-14
• [Presentation] hnRNP UはXist RNA局在制御を通じてX染色体不活性化に関与する (2011)
  • Author(s): 長谷川優子
  • Organizer: 第84回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都市)(シンポジウム)
  • Year and Date: 2011-09-21
• [Presentation] Regulatory roles of DNA topoisomerase IIβin the developing cerebellar neurons (2011)
  • Author(s): Tsutsui, K.M.
  • Organizer: Fourth International Congress of the Society for Research on the Cerebellum
  • Place of Presentation: 東京大学山上会館(東京都)
  • Year and Date: 2011-09-18
• [Presentation] Transcriptional Induction of Neuronal Genes by Targeted Action of DNA Topoisomerase II・ (2011)
  • Author(s): Tsutsui, K.M.
  • Organizer: Advances in DNA Topoisomerase and Chromosome Dynamics
  • Place of Presentation: Academia Sinica, Taipei, Taiwan
• [Presentation] DNA トポイソメラーゼIIβによる遠隔ゲノム部位間の相互作用 (2011)
  • Author(s): 古田良平
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜市)
• [Presentation] DNA高次構造と遺伝子発現制御
  • Author(s): 筒井 研
  • Organizer: バイオメディカル研究部門セミナー
  • Place of Presentation: 産業技術総合研究所（茨城県）
• [Book] Catalase gene mutant mice; Acatalasemic and hypocatalasemin mice. In “Advances in Medicine and Biology” (2013)
  • Author(s): Wang, D.H., Ogino, K., Tsutsui, K., Sano, K., Masuoka, N., Sugiyama, H., Miyazaki, M., Fujita, H., Taketa, K., Ogata, M.
  • Publisher: NOVA Science publishers, Inc., New York
• [Remarks]
  • URL: http://nbgp.med.okayama-u.ac.jp/
• [Remarks]
  • URL: http://nbgp.med.okayama-u.ac.jp/
• [Patent(Industrial Property Rights)] 負の超らせんDNA 結合ドメイン (2013)
  • Inventor(s): 筒井研,他3名
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人, 岡山大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Acquisition Date: 2013-09-27