動原体機能障害で発現するノンコーディングRNAの意義

• Project Area: Neo-taxonomy of noncoding RNAs
• Project/Area Number: 15H01477
• 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: Osaka University
• Principal Investigator: 堀 哲也 大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (70550078)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000); Fiscal Year 2016: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2015: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
• Keywords: 細胞生物学 / セントロメア / クロマチン / RNA

Outline of Annual Research Achievements

kdRNAが観察されたCENP-Sタンパク質遺伝子のノックアウト細胞において、セントロメアクロマチン構造に違いが存在するかどうか、セントロメアの位置決めに必須なCENP-Aのゲノム上の存在領域について、ニワトリZ染色体のセントロメアを対象に比較解析を行った。具体的には、抗CENP-A抗体を用いたChIPseq法によりセントロメアクロマチンの正確な位置の特定を行った。比較解析の結果、CENP-Sノックアウト細胞では細胞増殖を経る過程でセントロメアクロマチンの位置が正常細胞と比較し高頻度に動く現象を見いだした。この現象は、CENP-Uノックアウト細胞においても同様に観察された。CENP-S, -Uは動原体の構成因子であり、これらノックアウトを行っても細胞増殖は可能であるが、動原体構造が部分的に欠損すると考えられる。CENP-Sノックアウト細胞ではセントロメア上のCENP-H複合体タンパク質量の減少が観察され、CENP-Uノックアウト細胞ではCENP-H複合体タンパク質の塩抽出に対する安定性が減少することが分かった。これらの結果から、両ノックアウトで生じるCENP-H複合体の減少や不安定化が、セントロメアクロマチンが高頻度に動く原因の一つである可能性が示唆された。動原体は細胞分裂において微小管と結合し染色体分配を担う構造であるが、同時にセントロメアクロマチンをゲノム上の任意の場所に安定に維持する機能も担っていることを本研究により示した (Hori et al., J. cell Biol., 2017)。CENP-H複合体タンパク質の減少や不安定化、あるいはセントロメアクロマチンが高頻度に動く現象とkdRNAがセントロメアから生じる現象との関連は今後の課題であり、kdRNAのセントロメアクロマチン構築における役割解明に向けた重要な知見である。

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。

Research Products

• [Int'l Joint Research] スタンフォード大学(米国)
• [Journal Article] Constitutive centromere-associated network controls centromere drift in vertebrate cells (2017)
  • Author(s): Hori, T. Kagawa, N. Toyoda, A. Fujiyama, A. Misu, S. Monma, N. Makino, F. Ikeo, K. Fukagawa, T.
  • Journal Title: The Journal of cell biology Volume: 1 Issue: 1 Pages: 101-113
  • DOI: 10.1083/jcb.201605001
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Acetylation of histone H4 lysine 5 and 12 is required for CENP-A deposition into centromeres (2016)
  • Author(s): Shang, W. H. Hori, T. Westhorpe, F. G. Godek, K. M. Toyoda, A. Misu, S. Monma, N. Ikeo, K. Carroll, C. W. Takami, Y. Fujiyama, A. Kimura, H. Straight, A. F. Fukagawa, T.
  • Journal Title: Nature communications Volume: 7 Issue: 1 Pages: 13465-13465
  • DOI: 10.1038/ncomms13465
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Chromatin determinants of the inner-centromere rely on replication factors with functions that impart cohesion. (2016)
  • Author(s): Abe T, Kawasumi, R. Arakawa, H. Hori, T. Shirahige, K. Losada, A. Fukagawa, T. Branzei, D.
  • Journal Title: Oncotarget Volume: 7 Issue: 42 Pages: 67934-67947
  • DOI: 10.18632/oncotarget.11982
  • 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
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Chromatin binding of RCC1 during mitosis is important for its nuclear localization in interphase. (2016)
  • Author(s): Furuta M, Hori T, Fukagawa T
  • Journal Title: Molecular biology of the cell Volume: 27 Issue: 2 Pages: 371-381
  • DOI: 10.1091/mbc.e15-07-0497
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Whole-proteome genetic analysis of dependencies in assembly of a vertebrate kinetochore. (2015)
  • Author(s): Samejima I, Spanos C, Alves Fde L, Hori T, Perpelescu M, Zou J, Rappsilber J, Fukagawa T, Earnshaw WC
  • Journal Title: The Journal of cell biology Volume: 211 Issue: 6 Pages: 1141-1156
  • DOI: 10.1083/jcb.201508072
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Dynamic changes in CCAN organization through CENP-C during cell-cycle progression. (2015)
  • Author(s): Nagpal H, Hori T, Furukawa A, Sugase K, Osakabe A, Kurumizaka H, Fukagawa T
  • Journal Title: Molecular biology of the cell Volume: 26 Issue: 21 Pages: 3768-3776
  • DOI: 10.1091/mbc.e15-07-0531
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] HJURP is involved in the expansion of centromeric chromatin. (2015)
  • Author(s): Perpelescu M, Hori T, Toyoda A, Misu S, Monma N, Ikeo K, Obuse C, Fujiyama A, Fukagawa T
  • Journal Title: Molecular biology of the cell Volume: 26 Issue: 15 Pages: 2742-2754
  • DOI: 10.1091/mbc.e15-02-0094
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] セントロメアクロマチンの維持メカニズム (2017)
  • Author(s): 堀 哲也、香川尚子、深川竜郎
  • Organizer: 第３４回染色体ワークショップ・第１５回核ダイナミクス研究会
  • Place of Presentation: かずさアカデミアホール (千葉県木更津市）
  • Year and Date: 2017-01-11
• [Presentation] Dynamic Epigenetic Drift of Vertebrate Centromere (2016)
  • Author(s): Tetsuya Hori, Naoko Kagawa, Atsushi Toyoda, Asao Fujiyama, Sadahiko Misu, Norikazu Monma, Fumiaki Makino, Kazuho Ikeo, Tatsuo Fukagawa
  • 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] Dynamic Centromere Drift in Vertebrate Cells (2016)
  • Author(s): Tetsuya Hori, Naoko Kagawa, Tatsuo Fukagawa
  • Organizer: The 12th International Congress of Cell Biology
  • Place of Presentation: プラハ（チェコ）
  • Year and Date: 2016-07-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Centromere Chromatin Dynamics in the Vertebrate cells (2015)
  • Author(s): Tetsuya Hori, Naoko Kagawa, Atsushi Toyoda, Sadahiko Misu, Norikazu Monma, Kazuho Ikeo, Asao Fujiyama and Tatsuo Fukagawa
  • 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: 神戸国際展示場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] 人工セントロメアを創ると分かるセントロメアの形成メカニズム (2015)
  • Author(s): 堀 哲也
  • Organizer: 「細胞を創る」研究会 8.0
  • Place of Presentation: 大阪大学銀杏会館（大阪府吹田市）
  • Year and Date: 2015-11-12
  • Invited
• [Presentation] Chromatin Dynamics of Vertebrate Centromere (2015)
  • Author(s): Tetsuya Hori
  • 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: 2015-08-23
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] セントロメアは動くことができる
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/jpn/events/achievement/hori-fukagawa-20161209/
• [Remarks] 遺伝子が次世代へ伝わるメカニズムを解明 - 遺伝子伝達異常を防ぐ抗がん剤開発に期待 -
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/jpn/events/achievement/shang-fukagawa-20161104/
• [Remarks] セントロメアタンパク質の細胞周期におけるダイナミックな構成変化
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/jpn/events/achievement/nagpal-fukagawa-20150909/