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転写サイクルにおけるクロマチンリモデリング複合体の動的リサイクルの解明

Publicly Offered Research

Project AreaIntegral understanding of the mechanism of transcription cycle through quantitative, high-resolution approaches
Project/Area Number 15H01340
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

原田 昌彦  東北大学, 農学研究科, 准教授 (70218642)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥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クロマチンリモデリング複合体 / アクチンファミリー / 転写 / クロマチン / リモデリング複合体 / 転写サイクル
Outline of Annual Research Achievements

細胞核内でゲノムが形成するクロマチン構造が、転写を含む様々な転写サイクルを制御している。本研究では、クロマチンリモデリング複合体の転写サイクルへの関与について解析を行なった。特に、クロマチンリモデリング複合体に含まれるアクチン関連タンパク質の分子数は、クロマイチンリモデリング複合体の多様な機能と比べて、著しく分子数が少ないことや、進化的な保存性が高い。そこで、本研究では、これらのアクチン関連タンパク質(actin-related protein; Arp)に特に注目して、解析を行なった。1分子イメージングによって、INO80複合対中のArp5, Arp8、Arp4の挙動を比較解析したところ、これらが異なった細胞核内動態示した。また、Arp5, Arp8の遺伝子破壊細胞の表現形の比較によっても、これらのArpが複合体中で、特異的な機能を有することが示された。たとえば、Arp8は複合体のクロマチン結合に必要なのに対し、Arp5は複合体の活性化に必要であった。Arp5, Arp8の核内機能をさらに解析するために、bicyclic peptideを利用した。bicyclic peptideを細胞に導入し、INO80複合体の活性を解析したところ、これらのpeptideによってINO80複合体の活性が抑制されることが示された。がん細胞ではINO80複合体の活性が更新されていることが報告されているが、これらのbicyclic peptideによるがん細胞の増殖抑制の可能性も示された。今後、さらにArp5とArp8に対するbicyclic peptideの作用の違いなどについても解析を進める予定である。

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。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (45 results)

All 2017 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 3 results) Presentation (29 results) (of which Int'l Joint Research: 12 results,  Invited: 12 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Illinois at Chicago(米国)

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  • [Journal Article] Quantitative regulation of histone variant H2A.Z during cell cycle by ubiquitin proteasome system and SUMO-targeted ubiquitin ligases2017

    • Author(s)
      Daisuke Takahashi, Yuki Orihara, Saho Kitagawa, Masayuki Kusakabe, Takahiro Shintani, Yukako Oma, Masahiko Harata
    • Journal Title

      Biosci. Biotechnol. Biochem

      Volume: 印刷中

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    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Actin Family Proteins in the Human INO80 Chromatin Remodeling Complex Exhibit Functional Roles in the Induction of Heme Oxygenase-1 with Hemin.2017

    • Author(s)
      Takahashi, Y., Murakami, H., Akiyama, Y., Katoh, Y., Oma, Y., Nishijima, H., Shibahara, K.I., Igarashi, K., Harata, M.
    • Journal Title

      Front. Genet.

      Volume: 印刷中

    • NAID

      120006937662

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  • [Journal Article] Nuclear F-actin enhances the transcriptional activity of β-catenin by increasing its nuclear localization and binding to chromatin2016

    • Author(s)
      Yamazaki, S., Yamamoto, K., de Lanerolle, P., Harata, M.
    • Journal Title

      Histochem. Cell Biol.

      Volume: 145 Issue: 4 Pages: 389-399

    • DOI

      10.1007/s00418-016-1416-9

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Genetic complementation analysis showed distinct contributions of the N-terminal tail of H2A.Z to epigenetic regulations.2016

    • Author(s)
      Kusakabe M, Oku H, Matsuda R, Hori T, Muto A, Igarashi K, Fukagawa T, Harata M
    • Journal Title

      Genes Cells

      Volume: 21 Issue: 2 Pages: 122-135

    • DOI

      10.1111/gtc.12327

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Nuclear F-actin enhances the transcriptional activity of β-catenin by increasing its nuclear localization and binding to chromatin.2016

    • Author(s)
      Yamazaki S, Yamamoto K, de Lanerolle P, Harata M
    • Journal Title

      Histochem Cell Biol

      Volume: 145 Pages: 389-399

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Contribution of nuclear actin to transcription regulation.2015

    • Author(s)
      Yamazaki, S., Yamamoto, K., Harata, M.
    • Journal Title

      Genom. Data

      Volume: 4 Pages: 127-129

    • DOI

      10.1016/j.gdata.2015.04.009

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  • [Journal Article] The actin family protein ARP6 contributes to the structure and the function of the nucleolus2015

    • Author(s)
      Kitamura, H., Matsumori, H., Kalendova, A., Hozak, P., Goldberg, I.G., Nakao, M., Saitoh, N., Harata, M
    • Journal Title

      BBRC

      Volume: 464 Issue: 2 Pages: 554-560

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2015.07.005

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  • [Journal Article] アクチンファミリー分子によるクロマチン・細胞核機能制御2015

    • Author(s)
      原田昌彦、山崎祥他、尾間由佳子
    • Journal Title

      生化学会誌

      Volume: 87 Pages: 629-632

    • NAID

      40020650298

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  • [Journal Article] アクチンファミリーによる細胞核・クロマチンの機能構造形成2015

    • Author(s)
      山崎祥他、尾間由佳子、原田昌彦
    • Journal Title

      ナノ学会会報

      Volume: 13 Pages: 73-77

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  • [Presentation] エピジェネティクスによる生命機能制御:基本メカニズムから人為的操作の可能性まで2017

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Organizer
      日本農芸化学会2018年度京都大会
    • Place of Presentation
      京都女子大(京都府京都市)
    • Year and Date
      2017-03-17
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  • [Presentation] Roles of actin and actin-related proteins in chromatin and nuclear organization2017

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Organizer
      Nuclear actin in the regulation of transcription and nuclear structure
    • Place of Presentation
      近畿大学(和歌山紀の川市)
    • Year and Date
      2017-01-26
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Actin-histone cross talk in chromatin and nuclear organization.2017

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Organizer
      Japan-Swiss Symposium Chromatin Structure and Dynamics
    • Place of Presentation
      FMI, Basel Switzerland
    • Year and Date
      2017-01-20
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ゲノム機能制御におけるヒストンバリアントとアクチンファミリーのインタープレイ2016

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Organizer
      平成28年度遺伝研研究会  「クロマチン・細胞核の動的構造変換とエピジェネティック制御」
    • Place of Presentation
      国立遺伝学研究所(静岡県三島市)
    • Year and Date
      2016-10-27
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    • Invited
  • [Presentation] クロマチンおよび細胞核の構造による遺伝子発現の階層的制御2016

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Organizer
      第89回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-09-25
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  • [Presentation] Modulating gene functions for immunity and susceptibility to diseases: Towards epigenetic control of innate immunity.2016

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Organizer
      Lorentz Center Workshop “Innate Immunity of Crops, Livestock and Fish: The Dawn of Agricultural Immunology”
    • Place of Presentation
      Leiden University, Leiden, Netherlands
    • Year and Date
      2016-09-19
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Involvement of SUMO-targeted ubiquitin ligase in the establishment of damage dependent sister chromatid cohesion.2016

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Organizer
      ICY2016
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台(兵庫県淡路市)
    • Year and Date
      2016-09-11
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 細胞核内の遺伝子の棲み分け2016

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Organizer
      文部科学省科学研究費補助金 新学術領域「動的クロマチン構造と機能」 一般公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2016-08-21
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    • Invited
  • [Presentation] H2A.Z and actin family proteins in functional chromatin organization.2016

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Organizer
      Colorado Chromatin Meeting
    • Place of Presentation
      Colorado State University, Colorado, USA
    • Year and Date
      2016-08-08
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ストレス応答遺伝子HO-1発現へのINO80複合体の関与とbicyclic peptideによる人為的制御の試み2016

    • Author(s)
      秋山祐亮 高橋裕一朗 村上寛和 Christian Heinis 五十嵐和彦 加藤恭丈 原田昌彦
    • Organizer
      日本農芸化学会2016年度大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター、北海道札幌市
    • Year and Date
      2016-03-30
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  • [Presentation] 遺伝学的相補を用いたヒストンバリアントH2A.Zおよび変異体の機能解析2016

    • Author(s)
      日下部将之、堀越直樹、佐藤浩一、 松田涼、奥裕之、堀哲也、深川竜郎、木村宏、胡桃坂仁志、原田昌彦
    • Organizer
      第3回 ヒストンバリアント研究会
    • Place of Presentation
      早稲田大学先端生命医科学センター、東京都新宿区
    • Year and Date
      2016-02-28
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    • Invited
  • [Presentation] INO80クロマチンリモデリング複合体におけるアクチンファミリーArp5, Arp8の分子機構2016

    • Author(s)
      村上 寛和、秋山 祐亮、高橋 裕一朗、原田 昌彦
    • Organizer
      第33回染色体ワークショップ・第14回核ダイナミクス研究会
    • Place of Presentation
      ホテル一の坊、宮城県松島町
    • Year and Date
      2016-01-14
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  • [Presentation] 遺伝学的相補を用いたヒストンバリアントH2A.Zおよび変異体の機能解析2016

    • Author(s)
      日下部将之、奥裕之、堀越直樹、  堀哲也、深川竜郎、胡桃坂仁志、  原田昌彦
    • Organizer
      第33回染色体ワークショップ・第14回核ダイナミクス研究会
    • Place of Presentation
      ホテル松島一の坊、 宮城県宮城郡松島町
    • Year and Date
      2016-01-12
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞核内アクチンフィラメントのゲノム機能への関与2016

    • Author(s)
      山崎祥他、山本浩志、十川久美子、徳永万喜洋、原田昌彦
    • Organizer
      第33回染色体ワークショップ・第14回核ダイナミクス研究会
    • Place of Presentation
      ホテル松島一の坊、 宮城県宮城郡松島町
    • Year and Date
      2016-01-12
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  • [Presentation] ヒストンバリアントH2A.Z機能ドメインの進化的保存性解析2016

    • Author(s)
      奥裕之、日下部将之、原田昌彦
    • Organizer
      第33回染色体ワークショップ・第14回核ダイナミクス研究会
    • Place of Presentation
      ホテル松島一の坊、 宮城県宮城郡松島町
    • Year and Date
      2016-01-12
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  • [Presentation] 細胞分化における核内アクチンの機能解析2016

    • Author(s)
      山本浩志、山崎祥他、十川久美子、徳永万喜洋、原田昌彦
    • Organizer
      第33回染色体ワークショップ・第14回核ダイナミクス研究会
    • Place of Presentation
      ホテル松島一の坊、 宮城県宮城郡松島町
    • Year and Date
      2016-01-12
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸化ストレス応答遺伝子HO-1発現へのINO80クロマチンリモデリング複合体の関与2015

    • Author(s)
      秋山祐亮 高橋裕一朗 村上寛和 Christian Heinis 五十嵐和彦 加藤恭丈 原田昌彦
    • Organizer
      第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • Place of Presentation
      ポートアイランド、兵庫県神戸市
    • Year and Date
      2015-12-04
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  • [Presentation] アクチンファミリーによるクロマチン構造の階層的変換2015

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Organizer
      第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド、兵庫県神戸市
    • Year and Date
      2015-12-04
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    • Invited
  • [Presentation] DNA損傷依存的な姉妹染色分体間接着形成への核膜タンパク質の関与2015

    • Author(s)
      折原行希、尾間由佳子、小西辰紀、堀籠 智洋、Susan Gasser、原田昌彦
    • Organizer
      第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド、兵庫県神戸市
    • Year and Date
      2015-12-03
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 遺伝学的相補解析によるヒストンバリアントH2A.Zの機能ドメインと進化的保存性の解析2015

    • Author(s)
      高橋大輔、日下部将之、奥裕之、原田昌彦
    • Organizer
      第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド、兵庫県神戸市
    • Year and Date
      2015-12-03
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒストンバリアントと核構造によるクロマチン機能構造制御2015

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Organizer
      遺伝研研究会「クロマチン・細胞核構造の形成とダイナミクスによるゲノム機能制御」
    • Place of Presentation
      遺伝学研究所、静岡県三島市
    • Year and Date
      2015-10-29
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    • Invited
  • [Presentation] Functional analysis of the histone variant H2A.Z using gene knockout cell lines2015

    • Author(s)
      Masayuki Kusakabe, Tetsuya Hori2, Ryo Matsuda, Hiroyuki Oku, Hitoshi Kurumizaka, Tatsuo Fukagawa, Masahiko Harata
    • Organizer
      The 40th Naito Conference Epigenetics -From Histone Code to Therapeutic Strategy
    • 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
      2015-09-15
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  • [Presentation] Functional analysis of the contribution of acetylation of H2A.Z to epigenetic regulations2015

    • Author(s)
      Masayuki Kusakabe, Ryo Matsuda, Hiroyuki Oku, Tetsuya Hori, Tatsuo Fukagawa, Hitoshi Kurumizaka, Masahiko Harata
    • Organizer
      International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台、兵庫県淡路市
    • Year and Date
      2015-08-26
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Roles of nuclear filamentous-actin in transcriptional regulation2015

    • Author(s)
      Shota Yamazaki, Koji Yamamoto, Kumiko Sakata-Sogawa, Makio Tokunaga, Masahiko Harata
    • Organizer
      International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
    • Place of Presentation
      Awaji Yumebutai International Conference Center, Awaji, Hyogo, Japan
    • Year and Date
      2015-08-23
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Roles of Actin Family Proteins in the Organization of Functional Structures within the Nucleus2015

    • Author(s)
      Masahiko Harata, Shota Yamazaki, Hiroshi Kitamura, Koji Yamamoto, Yukako Oma Yuki Orihara, Haruka Matsumori, Noriko Saitoh, and Masahiko Harata
    • Organizer
      International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
    • Place of Presentation
      Awaji Yumebutai International Conference Center, Awaji, Hyogo, Japan
    • Year and Date
      2015-08-23
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Masahiko Harata2015

    • Author(s)
      Roles of actin family proteins in chromatin and nuclear organization
    • Organizer
      24th Wilhelm Bernhard Workshop on the Cell Nucleus + 57th Symposium of the Society for Histochemistry
    • Place of Presentation
      Scholoss Wilhelminenberg, Vienna, Austria
    • Year and Date
      2015-08-18
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of functional domains of histone variant H2A.Z by complementation analysis2015

    • Author(s)
      Masayuki Kusakabe, Ryo Matsuda, Hiroyuki Oku, Tetsuya Hori, Tatsuo Fukagawa, Hitoshi Kurumizaka, Masahiko Harata
    • Organizer
      Nuclear organization and actin-dependent mechanisms in genome stability
    • Place of Presentation
      大阪大学、大阪府大阪市
    • Year and Date
      2015-05-19
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  • [Presentation] Roles of nuclear actin filaments in transcriptional regulation2015

    • Author(s)
      Shota Yamazaki, Koji Yamamoto, Masahiko Harata
    • Organizer
      Institute for Protein Research (IRP) Seminar “Nuclear organization and actin-dependent mechanisms in genome stability
    • Place of Presentation
      Osaka University, Osaka, Suita, Japan
    • Year and Date
      2015-05-19
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  • [Presentation] Contribution of nuclear actin and Arps to functional organization of the nucleus and chromatin2015

    • Author(s)
      Masahiko Harata
    • Organizer
      Institute for Protein Research (IRP) Seminar “Nuclear organization and actin-dependent mechanisms in genome stability
    • Place of Presentation
      Osaka University, Osaka, Suita, Japan
    • Year and Date
      2015-05-19
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  • [Book] ナノバイオ・メディシン―遺伝子工学の革命ゲノム編集2017

    • Author(s)
      原田昌彦
    • Publisher
      近代科学社
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  • [Remarks] http://www.harata-lab.org/

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Published: 2015-04-16   Modified: 2022-01-28  

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