核内足場クロマチン構造を介したncRNA, IPWの作動機序の解明

• Project Area: Neo-taxonomy of noncoding RNAs
• Project/Area Number: 15H01470
• 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: Kanazawa University
• Principal Investigator: 堀家 慎一 金沢大学, 学際科学実験センター, 准教授 (40448311)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000); Fiscal Year 2016: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2015: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
• Keywords: ノンコーディングRNA / エピジェネティクス / クロマチン / 核マトリクス / ncRNA / インプリンティング / 核内構造 / ゲノムインプリンティング / クロマチン構造 / DNA-FISH

Outline of Annual Research Achievements

現在までに10,000種類にも及ぶノンコーディングな転写産物が同定されているが，これらの分子群が遺伝子の数だけでは説明できないヒトのもつ多様性や複雑さを生み出すための巧妙な遺伝子発現制御を担っている可能性が示唆されている。ノンコーディングな転写産物の中でもmiRNAやpiRNAなどのsmall RNAはこれまでの精力的な研究によりその作用機序が詳細に明らかにされているのに対し，200nt以上の長鎖ノンコーディングRNA(lncRNA)と呼ばれる分子群の作用機序については，未だ不明な点が数多く存在する。最近の研究から核マトリクス(MAR)結合タンパク質，SATB1やhnRNP U/SAF-Aを介したlncRNAの作用機序が提唱され，lncRNAの局所的な染色体領域へ作用には何らかの足場構造(核マトリクス)なるものが関与している可能性が強く示唆された。我々は，15q11-q13領域のゲノムインプリンティングの発現制御機構を解析する中で，インプリンティングセンターから転写されるncRNA，SNORD116HGが周囲の脱凝集したクロマチンを足場に，IC から1Mb離れたMAGEL2, NDN遺伝子領域の核内配置の制御に関わっていることを明らかにしてきた。非常に興味深いことに， Satb1欠損細胞株において，15q11-q13領域のクロマチン脱凝集はコンパクトになり，且つMAGEL2, NDN遺伝子の発現も低下した。つまり，ncRNA，SNORD116HGはSatb1により作り出された脱凝集したクロマチンを足場に遠位のMAGEL2, NDN遺伝子領域作用している可能性が示唆された。

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

• [Int'l Joint Research] University of California, Davis/University of California, Sanfrancisco(米国)
• [Int'l Joint Research] カリフォルニア大学デービス校/フロリダ大学/カリフォルニア大学サンフランシスコ校(米国)
• [Journal Article] Cumulative Impact of Polychlorinated Biphenyl and Large Chromosomal Duplications on DNA Methylation, Chromatin, and Expression of Autism Candidate Genes. (2016)
  • Author(s): Dunaway KW, Islam MS, Coulson RL, Lopez SJ, Vogel Ciernia A, Chu RG, Yasui DH, Pessah IN, Lott P, Mordaunt C, Meguro-Horike M, Horike SI, Korf I, LaSalle JM.
  • Journal Title: Cell Report Volume: 17 Issue: 11 Pages: 3035-3048
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2016.11.058
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Oxytocin for Male Subjects with Autism Spectrum Disorder and Comorbid Intellectual Disabilities: A Randomized Pilot Study (2016)
  • Author(s): Toshio Munesue, Hiroyuki Nakamura, Mitsuru Kikuchi, Yui Miura, Noriyuki Takeuchi, Tokie Anme, Eiji Nanba, Kaori Adachi, Kiyotaka Tsubouchi, Yoshimichi Sai, Ken-ichi Miyamoto, Shin-ichi Horike, Shigeru Yokoyama, Hideo Nakatani, Yo Niida, Hirotaka Kosaka, Yoshio Minabe and Haruhiro Higashida
  • Journal Title: Frontiers in Psychiatry Volume: 7-2 Pages: 2-2
  • DOI: 10.3389/fpsyt.2016.00002
  • NAID: 120007128509
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Functional Investigation of a Non-coding Variant Associated with Adolescent Idiopathic Scoliosis in Zebrafish: Elevated Expression of the Ladybird Homeobox Gene Causes Body Axis Deformation. (2016)
  • Author(s): Guo, L., Yamashita, H., Kou, I., Takimoto, A., Meguro-Horike, M., Horike, S., Adachi, T., Ikegawa, S., Hiraki, Y., Shukunami, C.
  • Journal Title: Plos Genetics Volume: 12 Issue: 1 Pages: e1005802-e1005802
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1005802
  • NAID: 120005698038
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] The SNORD116 Host-Gene transcript is essential for the high order chromatin dynamics of the NDN & MAGEL2 genes locus over long distance (2017)
  • Author(s): 堀家慎一，Yasui DH，LaSalle JM，目黒牧子
  • Organizer: 5IS MCD
  • Place of Presentation: 東広島芸術文化ホール くらら（広島県・東広島市）
  • Year and Date: 2017-03-07
• [Presentation] The SNORD116 Host-Gene transcript is essential for the high order chromatin dynamics of the NDN & MAGEL2 genes locus over long distance (2017)
  • Author(s): Meguro-Horike M，Yasui DH，LaSalle JM，Horike S
  • Organizer: KEYSTONE SYMPOSIA, Noncoding RNAs
  • Place of Presentation: Banff(CANADA)
  • Year and Date: 2017-02-05
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 新規分子標的、ミトコンドリア内代謝酵素MTHFD2の機能解析 (2016)
  • Author(s): 西村建徳, 中田飛鳥, 堀家慎一, 齋藤香織, 加藤啓子, 五十嵐香織, 河野晋, 高橋智聡, 曽我朋義, 東條有伸, 後藤典子
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30
• [Presentation] Dependence on the mitochondrial MTHFD2-mediated purine synthetic pathway in lung cancer (2016)
  • Author(s): T.Nishimura, A.Nakata, S.Horike, K.Saitoh, K.Kato, K.Igarashi, S.Kohno, C.Takahashi, T.Soga, A.Tojo, N.Gotoh
  • Organizer: The 39th Annual meeting of the Molecular Biology Society of Japan
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30
• [Presentation] オキシトシンレセプター遺伝子の発現制御機構の解明 (2016)
  • Author(s): 堀家慎一，目黒牧子， 沼田紗弥，本田俊哉, 岡田源作，横山茂, 東田陽博
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30
• [Presentation] オキシトシンレセプター遺伝子のエンハンサー領域の同定 (2016)
  • Author(s): 堀家慎一
  • Organizer: 第3回北陸エピジェネティクス研究会
  • Place of Presentation: AOSSA（福井県・福井市）
  • Year and Date: 2016-11-21
• [Presentation] オキシトシンレセプター遺伝子の発現制御機構の解明 (2016)
  • Author(s): 堀家慎一，目黒牧子， 沼田紗弥，本田俊哉, 岡田源作，横山茂，東田陽博
  • Organizer: 日本遺伝学会第88回大会
  • Place of Presentation: 日本大学国際関係学部 三島駅北口校舎（静岡県・三島市）
  • Year and Date: 2016-09-07
• [Presentation] The SNORD116 Host-Gene transcript is essential for the high order chromatin dynamics of the NDN & MAGEL2 genes locus over long distance (2016)
  • Author(s): 堀家慎一，Yasui DH，LaSalle JM，目黒牧子
  • Organizer: RNA 2016
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館（京都府・京都市）
  • Year and Date: 2016-06-28
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 脱凝集クロマチンを介したlong non-coding RNA, SNORD116HGによる遺伝子発現制御メカニズムの解明 (2016)
  • Author(s): 目黒牧子，堀家慎一
  • Organizer: 第10回日本エピジェネティクス研究会
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター（大阪府・豊中市）
  • Year and Date: 2016-05-19
• [Presentation] 自己炎症性症候群モデルマウスにおけるマスト細胞活性化経路の包括的遺伝子発現解析 (2016)
  • Author(s): 阿部幸一郎，布村聡，三木智代，羅智靖，堀家慎一，田嶋敦
  • Organizer: 第63回日本実験動物学会総会
  • Place of Presentation: ミューザ川崎シンフォニーホール（神奈川県・川崎市）
  • Year and Date: 2016-05-18
• [Presentation] エピジェネティクス制御と生命機能，畜産への応用 (2016)
  • Author(s): 堀家慎一
  • Organizer: 第31回東日本家畜受精卵移植技術研究会大会
  • Place of Presentation: 石川県立音楽堂（石川県金沢市）
  • Year and Date: 2016-02-04
  • Invited
• [Presentation] ジェネティクスとエピジェネティクス (2016)
  • Author(s): 堀家慎一
  • Organizer: 富山県高等学校教育研究会化学部会
  • Place of Presentation: 富山県富山中部高校（富山県・富山市）
  • Invited
• [Presentation] The imprinted ncRNA, UBE3A-ATS regulates the chromatin architecture of MAGEL2 and NDN locus over long distance (2015)
  • Author(s): 堀家慎一，Yasui DH， LaSalle JM，Resnick JL, 目黒牧子
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-12-01
  • Invited
• [Presentation] SNORD116によるクロマチンダイナミクスを介したMAGEL2/NDN領域の発現制御機構の解明 (2015)
  • Author(s): 堀家慎一
  • Organizer: 第2回北陸エピジェネティクス研究会
  • Place of Presentation: 富山大学（富山県富山市）
  • Year and Date: 2015-11-11
• [Presentation] The imprinted ncRNA, UBE3A-ATS regulates the chromatin architecture of MAGEL2 and NDN locus over long distance (2015)
  • Author(s): 堀家慎一，Yasui DH， LaSalle JM，Resnick JL, 目黒牧子
  • Organizer: International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
  • Place of Presentation: 淡路夢舞台国際会議場（兵庫県淡路市）
  • Year and Date: 2015-08-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Neuron specific impairment of inter-chromosomal pairing and transcription in a novel model of human 15q duplication syndrome (2015)
  • Author(s): 堀家慎一，Yasui DH， LaSalle JM，Resnick JL, 目黒牧子
  • Organizer: International Symposium on Non-coding DNA and Chromosomal Integrity
  • Place of Presentation: 淡路夢舞台国際会議場（兵庫県淡路市）
  • Year and Date: 2015-08-07
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The imprinted ncRNA, UBE3A-ATS regulates the chromatin architecture of MAGEL2 and NDN locus over long distance (2015)
  • Author(s): 堀家慎一，Yasui DH， LaSalle JM，Resnick JL, 目黒牧子
  • Organizer: Gordon Research Conference, Epigenetics
  • Place of Presentation: Waltham（アメリカ合衆国）
  • Year and Date: 2015-08-02
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] SNORD116によるクロマチンダイナミクスを介したMAGEL2/NDN領域の発現制御機構の解明 (2015)
  • Author(s): 堀家慎一，Yasui DH， LaSalle JM，Resnick JL, 目黒牧子
  • Organizer: 第9回日本エピジェネティクス研究会
  • Place of Presentation: 学術総合センター（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2015-05-25
• [Book] ノンコーディングRNA (2016)
  • Author(s): 目黒牧子，堀家慎一
  • Total Pages: 356
  • Publisher: 化学同人
• [Book] ノンコーディングRNAテキストブック (2015)
  • Author(s): 目黒牧子，堀家慎一
  • Total Pages: 249
  • Publisher: 羊土社
• [Remarks] 堀家研究室ホームページ
  • URL: http://chromosome.w3.kanazawa-u.ac.jp/horike/index.html