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Study of maintenance DNA methylation based on the structure of DNA methyltransferase

Research Project

Project/Area Number 24570153
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Functional biochemistry
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

SUETAKE Isao  大阪大学, たんぱく質研究所, 准教授 (80304054)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
KeywordsDnmt / DNA methylation / epigenetics / DNAメチル化 / Dnmt1
Outline of Final Research Achievements

DNA methylation of cytosine is a key epigenetic modification and crucial for normal development of mammals. DNA methylation patterns were maintained by Dnmt1. Mouse Dnmt1 is composed from multiple domains; the replication foci targeting sequence (RFTS), catalytic domain, and so on. From three-dimensional structure of mouse Dnmt1 lacking the N-terminal platform domain, a striking feature that the RFTS plugs the catalytic pocket is observed. Substrate DNA cannot gain access to the catalytic center unless the RFTS is removed from the catalytic pocket. Uhrf1 is reported to be a prerequisite factor. The SRA domain of Uhrf1 specifically recognizes hemi-methylated CpG.
In the present study, I have demonstrated that the direct interaction between the SRA of Uhrf1 and Dnmt1 contributes to the removal of the RFTS from the catalytic pocket to allow access of the substrate hemi-methylated DNA to the catalytic center. I elucidated one of the mechanisms to regulate maintenance methylation.

Report

(4 results)
  • 2014 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2013 Research-status Report
  • 2012 Research-status Report
  • Research Products

    (38 results)

All 2015 2014 2013 2012

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (31 results) (of which Invited: 4 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] NMR Characterization of the Interaction of the Endonuclease Domain of MutL with Divalent Metal Ions and ATP2014

    • Author(s)
      Mizushima R, Kim JK, Suetake I, Tanaka H, Takai T, Kamiya N, Takano Y, Mishima Y, Tajima S, Goto Y, Fukui K, *Lee YH
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 9 Issue: 6 Pages: e98554-e98554

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0098554

    • NAID

      120006557621

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    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The DNA methyltransferase Dnmt1 directly interacts with the SET and RING finger-associated (SRA) domain of the multifunctional protein Uhrf1 to facilitate accession of the catalytic center to hemi-methylated DNA2014

    • Author(s)
      Berkyurek AC, Suetake I, Arita K, Takeshita K, Nakagawa A, Shirakawa M, Tajima S
    • Journal Title

      J Biol Chem

      Volume: 289(1) Issue: 1 Pages: 379-86

    • DOI

      10.1074/jbc.m113.523209

    • NAID

      120006770872

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Genome engineering of mammalian haploid embryonic stem cells using the cas9/RNA system2013

    • Author(s)
      Horii T, Morita S, Kimura M, Kobayashi R, Tamura D, Takahashi RU, Kimura H, Suetake I, Ohata H, Okamoto K, Tajima S, Ochiya T, Abe Y, Hatada I
    • Journal Title

      PeerJ

      Volume: 2013 Issue: 1 Pages: e230-e230

    • DOI

      10.7717/peerj.230

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  • [Journal Article] Cell cycle-dependent turnover of 5-hydroxymethyl cytosine in mouse embryonic stem cells.2013

    • Author(s)
      Otani J, Kimura H, Sharif J, Endo TA, Mishima Y, Kawakami T, Koseki H, Shirakawa M, Suetake I, Tajima S
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 8 Issue: 12 Pages: e82961-e82961

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0082961

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  • [Journal Article] Structural basis of the versatile DNA recognition ability of the methyl-CpG binding domain of methyl-CpG binding domain protein 4.2013

    • Author(s)
      Otani, J., Arita, K., Kato, T., Kinoshita, M., Kimura, H., Suetake, I., Tajima, S., Ariyoshi, M., Shirakawa, M.
    • Journal Title

      J Biol. Chem.

      Volume: 288 Issue: 9 Pages: 6351-6362

    • DOI

      10.1074/jbc.m112.431098

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  • [Journal Article] Hinge and chromoshadow of HP1α participate in recognition of K9 methylated histone H3 in nucleosomes.2012

    • Author(s)
      Mishima Y, Watanabe M, Kawakami T, Jayasinghe CD, Otani J, Kikugawa Y, Shirakawa M, Kimura H, Nishimura O, Aimoto S, Tajima S, Suetake I.
    • Journal Title

      J Mol Biol.

      Volume: 425 Issue: 1 Pages: 54-70

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2012.10.018

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  • [Presentation] Nucleosome compaction allows HP1γ the H3K9 methylation binding2015

    • Author(s)
      Yuichi Mishima, Kai Lu, Junji Otani, Masahiro Shirakawa, Peter Carlton, Shoji Tajima, and Isao Suetake
    • Organizer
      Keystone Symposia Conference
    • Place of Presentation
      USA
    • Year and Date
      2015-03-29 – 2015-04-03
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  • [Presentation] HP1γによるヌクレオソーム構造依存的なヒストンH3K9me3の認識機構2014

    • Author(s)
      三島優一、川上徹、大谷淳二、木村博信、白川昌宏、田嶋正二、末武勲
    • Organizer
      第37回 日本分子生物学会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-11-25 – 2014-11-27
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  • [Presentation] Development of a method for a single base resolution analysis of 5-hydroxymethylcytosine with recombinant DNMT12014

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      高橋沙央里、末武勲、Jan Engelhardt、幸田尚、田嶋正二
    • Organizer
      第37回 日本分子生物学会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-11-25 – 2014-11-27
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      堀居 拓郎、森田 純代、木村 美香、小林 遼平、田村 大樹、木村 博信、末武 勲、田嶋 正二、安部 由美子、畑田 出穂
    • Organizer
      第37回 日本分子生物学会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-11-25 – 2014-11-27
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ヘテロクロマチンタンパク質、HP1アイソフォームによるヌクレオソーム内のヒストンH3K9me3の認識2014

    • Author(s)
      末武勲
    • Organizer
      第87回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2014-10-15 – 2014-10-18
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] SYNTHESIS OF HISTONE BY THE USE OF Cys-Pro ESTER (CPE) LIGATION2014

    • Author(s)
      Toru Kawakami, Ryo Yoshikawa, Yuki Fujiyoshi, Hironobu Hojo, Shoji Tajima, Isao Suetake
    • Organizer
      33rd European Peptide Symposium
    • Place of Presentation
      Bulgaria
    • Year and Date
      2014-08-31 – 2014-09-05
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Novel mechanism for reading an epigenentic mark2014

    • Author(s)
      1)Isao Suetake
    • Organizer
      The 2nd Awaji International Workshop on “Electron Spin Science & Technology: Biological and Materials Science Oriented Applications
    • Place of Presentation
      AWAJI
    • Year and Date
      2014-06-15 – 2014-06-17
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 組換えペプチドをC末端側合成ブロックとして用いたCys-Proエステル(CPE)ライゲーション法によるヒストンの合成2014

    • Author(s)
      川上 徹・吉川 諒・藤吉佑樹・北條裕信・田嶋正二・末武 勲
    • Organizer
      第8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
      2014-05-25 – 2014-05-27
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 組換えDNMT1を利用したヒドロキシメチル化シトシンの1塩基レベルの新規解析方法の開発2014

    • Author(s)
      末武勲、白川昌宏、田嶋正二
    • Organizer
      第8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
      2014-05-25 – 2014-05-27
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] HP1γはヒストンH3K9me3修飾とヌクレオソームの高次構造を同時に認識している2014

    • Author(s)
      三島優一、川上徹、大谷淳二、木村博信、白川昌宏、田嶋正二、末武勲
    • Organizer
      第8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
      2014-05-25 – 2014-05-27
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] プロモーター領域でのヒドロキシメチルシトシンのメチルシトシンに対する相対位置は遺伝子発現と相関する2014

    • Author(s)
      木村博信、末武 勲、遠井 紀、川上 徹、饗庭一博、中辻憲夫、田嶋正二
    • Organizer
      第8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
      2014-05-25 – 2014-05-27
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  • [Presentation] Dnmt1(RFTS)とUhrf1(SRA)の相互作用によりDNAは触媒中心に近づけるようになる2014

    • Author(s)
      アーメット・キャン・ベルキュレック、末武 勲、有田 恭平、竹下 浩平、中川 敦史、白川 昌宏、田嶋 正二
    • Organizer
      第8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
      2014-05-25 – 2014-05-27
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  • [Presentation] 遺伝性知覚神経疾患の原因となるDnmt1のRFTS内の変異がDNA維持メチル化に及ぼす影響2014

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      ロナルド・G・ガルビレス、木村 博信、アーメット・キャン・ベルキュレック、末武 勲、田嶋 正二
    • Organizer
      第8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
      2014-05-25 – 2014-05-27
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  • [Presentation] Study of the molecular mechanisms underlying epigenetics2013

    • Author(s)
      Suetake I
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      The 1st Awaji International Workshop on Electron Spin Science and technology: Biological and Materials Science Oriented Applications
    • Place of Presentation
      Awaji Yumebutai
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    • Invited
  • [Presentation] Total Chemical Synthesis and Semi-synthesis of Histone H3 and H4 by the Use of Cys-Pro Ester Auto-activating Unit for the Thioester2013

    • Author(s)
      Toru Kawakami, Yuichi Akai, Ryo Yoshikawa, Isao Suetake, Shoji Tajima, Saburo Aimoto
    • Organizer
      4th Asia-pacific International peptide symposium, 50th Japanese Peptide symposium
    • Place of Presentation
      ホテル阪急エキスポパーク
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  • [Presentation] CRISPR/Cas9システムによる哺乳類半数体ES細胞のゲノム操作2013

    • Author(s)
      堀居拓郎、森田純代、木村美香、小林遼平、田村大樹、高橋陵宇、木村博信、末武勲、大畑広和、岡本康司、安部由美子、田嶋正二、落谷孝広、畑田出穂
    • Organizer
      分子生物学会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
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  • [Presentation] 小分子RNA配列と相補的なDNAを切断するCRISPR/Cas9ヌクレアーゼを用いた高効率ゲノム編集2013

    • Author(s)
      堀居拓郎、森田純代、木村美香、田村大樹、小林遼平、山﨑美帆、家坂直子、高橋陵宇、木村博信、末武勲、大畑広和、岡本康司、田嶋正二、落谷孝広、峯岸敬、伊藤理廣、安部由美子、畑田出穂
    • Organizer
      第5回日本RNAi研究会
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      グランドプリンスホテル広島
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  • [Presentation] シロイヌナズナSMOM3はヘテロクロマチン遺伝子の発現を正に制御する2013

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      西村泰介、山本章子、Broger Larissa,山口勝司、末武勲、三島優一、加藤悦子、富田洋子
    • Organizer
      第7回日本エピジェネティクス研究会年会
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂
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  • [Presentation] ケミカルライゲーションによる修飾ヒストン合成法の開発:K20トリメチル化ヒストンH4の合成とテトラソームの再構成2013

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      川上 徹,吉川 諒,相本三郎,田嶋正二,末武 勲
    • Organizer
      第7回日本エピジェネティクス研究会年会
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂
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  • [Presentation] DNA鎖長とNp95のSRA領域はDnmt1のRFTSを触媒ポケットから除去するステップに寄与する2013

    • Author(s)
      アーメット・キャン・ベルキュレック、有田 恭平、竹下 浩平、中川 敦史、白川 昌宏、末武 勲、田嶋 正二
    • Organizer
      第7回日本エピジェネティクス研究会年会
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂
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  • [Presentation] Dnmt1のRFTSと触媒領域間の水素結合のDNAメチル化に果たす役割2013

    • Author(s)
      ロナルド G. ガルビレス、長谷川貴志、木村博信、ジャファル シャリフ、古関明彦、末武勲、田嶋正二
    • Organizer
      第7回日本エピジェネティクス研究会年会
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂
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  • [Presentation] ヘテロクロマチン蛋白質1aによるヌクレオソーム内のK9メチル化ヒストンH3の選択的認識機構の解析2013

    • Author(s)
      三島優一、渡辺真、川上徹、大谷淳二、木村宏、白川昌宏、西村紀、相本三郎、田嶋正二、末武勲
    • Organizer
      第7回日本エピジェネティクス研究会年会
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂
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  • [Presentation] ヘミメチル化DNAによるヌクレオソーム再構成とDnmt1によるメチル化2013

    • Author(s)
      岡 翔太、ラウラ ブルックナー、三島優一、末武勲、田嶋正二
    • Organizer
      第7回日本エピジェネティクス研究会年会
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] マウスES細胞におけるヒドロキシメチルシトシンの産生と消去2013

    • Author(s)
      木村博信、大谷淳二、川上 徹、白川昌宏、末武 勲、田嶋正二
    • Organizer
      第7回日本エピジェネティクス研究会年会
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂
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  • [Presentation] Hinge and chromoshadow of HP1α participate in recognizing K9 methylated histone H3 in nucleosomes2012

    • Author(s)
      Mishima Y, Watanabe M, Kawakami T, Jayasinghe CD, Otani J, Kikugawa Y, Shirakawa M, Kimura H, Nishimura O, Aimoto S, Tajima S, and Suetake I.
    • Organizer
      FASEB (Federation of American Societies for Experimental Biology) Science Reseach Conference. Biological methylation: From DNA and histone to disease
    • Place of Presentation
      the sivertree hotel, snowmass village, Colorado (USA).
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] Multi-step process of maintenance methylation2012

    • Author(s)
      Tajima, S., Takeshita, K., Suetake, I., and Nakagawa, A
    • Organizer
      FASEB (Federation of American Societies for Experimental Biology) Science Reseach Conference. Biological methylation: From DNA and histone to disease
    • Place of Presentation
      the sivertree hotel, snowmass village, Colorado.(USA)
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    • Invited
  • [Presentation] De novo型DNAメチル化酵素Dnmt3a2とコリプレッサータンパク質Trim28の結合様式2012

    • Author(s)
      木村 博信、末武 勲、田嶋 正二
    • Organizer
      分子生物学会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
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  • [Presentation] Dnmt1によるDNA 維持メチル化のin vivo における責任領域2012

    • Author(s)
      長谷川 貴志、木村 博信、末武 勲、武藤 正弘、ジャファル シャリフ、古関 明彦、田嶋 正二
    • Organizer
      日本エピジェネティクス研究会年会
    • Place of Presentation
      学術総合センター(東京)
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  • [Presentation] ポリコーム群蛋白質複合体(PRC2)によるヒストンH3K27メチル化活性 ―Suz12 の責任領域―2012

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      三島 優一、磯野 協一、古関 明彦、田嶋 正二、末武 勲
    • Organizer
      日本エピジェネティクス研究会年会
    • Place of Presentation
      学術総合センター(東京)
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  • [Presentation] Dnmt1によるDNA 維持メチル化活性は領域の大きな再配置を伴う反応である2012

    • Author(s)
      末武 勲、中村 達郎、ベルキュレク アハメトジャン、竹下 浩平、中川 敦史、田嶋 正二
    • Organizer
      日本エピジェネティクス研究会年会
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      学術総合センター(東京)
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  • [Presentation] 海洋無脊椎動物からのDnmt1阻害剤の探索2012

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      石上 進太郎、末武 勲、田嶋 正二、中尾 洋一
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      日本エピジェネティクス研究会年会
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      学術総合センター(東京)
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  • [Book] エピジェネティクスと病気2013

    • Author(s)
      末武勲
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      遺伝子医学MOOK 25号
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Published: 2013-05-31   Modified: 2019-07-29  

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