HP1とFACTの共役によるグローバルな転写制御機構

• Project Area: Integral understanding of the mechanism of transcription cycle through quantitative, high-resolution approaches
• Project/Area Number: 15H01339
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 高畑 信也 北海道大学, 理学研究院, 助教 (50381588)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2016: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2015: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
• Keywords: HP1 / Swi6 / heterochromatin / FACT / Spt16 / Pob3 / anti-sense RNA / ncRNA / ヘテロクロマチン / クロマチン / ユークロマチン / H3K9me / lncRNA

Outline of Annual Research Achievements

ⅰ） FACTとHP1分裂酵母ホモログSwi6の相互作用解析:proteomics解析から分裂酵母HP1ホモログであるSwi6とFACT複合体構成因子Spt16の相互作用を確認した。相互作用機構を解析するためにリコンビナントSwi6とGST-Spt16でin vitro相互作用解析を行いHP1/Swi6のクロモシャドウドメイン(CSD)とSpt16のpeptidase-like domainが直接的に結合することを解明した。解析初期に酵母ツーハイブリッド法を試みたがHP1/Swi6を発現した細胞の生育が悪くなった為これについては断念した。
ⅱ） swi6破壊株とpob3破壊株を用いたRNA-sequencing：swi6破壊株とpob3破壊株を用いてRNA-seq.を行ったところ、野生株においてわずかに観察されるanti-sense RNAの転写産物がswi6破壊株やpob3破壊株で有意に増加した。またヘテロクロマチン因子swi6遺伝子を破壊するとヘテロクロマチン形成領域外のsense mRNAの転写量が増加しておりHP1/Swi6が何かしらの未知機能を持つことが示唆された。
ⅲ）ヒストンH3K9me非依存的なHP1タンパク質結合領域の解析：分裂酵母HP1ホモログSwi6とChp2の抗体を作製してChIP-seq.解析を行った。Swi6に関しては有意なChIP-seq.シグナルを観察したがChp2に関してはその発現量の低さからか有意なシグナルを観察することができなかった。Swi6のChIP－seq解析を進めたところ転写終結点近傍にヒストンH3K9me非依存的な濃縮を観察した。
ⅳ）ヒストンH3K9me非依存的HP1転写制御レポーター株の構築と遺伝学的解析：ChIP-seq.結果からモデル遺伝子の解析を開始したがレポーター系構築には至っておらずこれに関しては今後の課題となった。

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。

Research Products

• [Journal Article] H3K36 methylation state and associated silencing mechanisms. (2017)
  • Author(s): Suzuki S, Murakami Y, Takahata S.
  • Journal Title: Transcription Volume: 8 Issue: 1 Pages: 26-31
  • DOI: 10.1080/21541264.2016.1246076
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Inner nuclear membrane protein Lem2 augments heterochromatin formation in response to nutritional conditions. (2016)
  • Author(s): Tange Y, Chikashige Y, Takahata S, Kawakami K, Higashi M, Mori C, Kojidani T, Hirano Y, Asakawa H, Murakami Y, Haraguchi T, Hiraoka Y.
  • Journal Title: Genes to Cells Volume: 21 Issue: 8 Pages: 812-832
  • DOI: 10.1111/gtc.12385
  • NAID: 120005906898
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Histone H3K36 trimethylation is essential for multiple silencing mechanism in fission yeast. (2016)
  • Author(s): Shota Suzuki, Hiroaki Kato, Yutaka Suzuki, Yuji Chikashige, Yasushi Hiraoka, Hiroshi Kimura, Koji Nagao, Chikashi Obuse, Shinya Takahata and Yota Murakami
  • Journal Title: Nucleic Acids Research Volume: 44 (9) Issue: 9 Pages: 4147-4162
  • DOI: 10.1093/nar/gkw008
  • NAID: 120005819302
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Histone H3K36 trimethylation is essential for multiple silencing mechanisms in fission yeast. (2016)
  • Author(s): Suzuki S, Kato H, Suzuki Y, Chikashige Y, Hiraoka Y, Kimura H, Nagao K, Obuse C, Takahata S, Murakami Y.
  • Journal Title: Nucleic Acids Res. Volume: gkw008
  • NAID: 120005819302
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] HP1 and FACT cooperatively regulate global gene expression (2016)
  • Author(s): Shinya Takahata, Shota Suzuki, Aoi Ohnuma, Saori Chida, Koji Nagao, Chikashi Obuse, Yota Murakami
  • Organizer: The International Conference on Transcription Cycle 2016
  • Place of Presentation: 東京大学理学部小柴ホール（東京都文京区本郷）
  • Year and Date: 2016-12-03
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] H3K9me非依存的に働くヘテロクロマチンタンパク質HP1/Swi6の解析 (2016)
  • Author(s): 高畑信也、鈴木詔大、村上洋太
  • Organizer: 転写サイクル班会議2016
  • Place of Presentation: 松島一の坊（宮城県宮城郡松島町）
  • Year and Date: 2016-09-05
  • Invited
• [Presentation] 分裂酵母におけるH3K36メチル化酵素Set2依存的サイレンシング機構に関する研究 (2016)
  • Author(s): 鈴木詔大、加藤太陽、高畑信也、村上洋太
  • Organizer: 転写サイクル班会議2016
  • Place of Presentation: 松島一の坊（宮城県宮城郡松島町）
  • Year and Date: 2016-09-05
• [Presentation] ヘテロクロマチンタンパク質HP1と結合するFACTの相互作用領域の解析 (2015)
  • Author(s): 高畑信也、大沼葵、村上洋太
  • Organizer: 第３８回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] Roles of FACT complex for Heterochromatic Silencing in Fission Yeast (2015)
  • Author(s): Shinya Takahata, Saori Chida, Aoi Ohnuma, Yota Murakami
  • Organizer: The 40th NAITO Conference
  • Place of Presentation: シャトレーゼガトーキングダム（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2015-09-12
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] HP1/Swi6 recruits FACT for Heterochromatin Regulation in Fission Yeast (2015)
  • Author(s): Shinya Takahata, Saori Chida, Yota Murakami
  • Organizer: The 8th International Fission Yeast Meeting
  • Place of Presentation: 生田神社（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-06-21
  • Int'l Joint Research