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HP1による動的クロマチン構造変換の制御

Publicly Offered Research

Project AreaDynamic chromatin structure and function
Project/Area Number 16H01315
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 InstitutionNational Institute for Basic Biology

Principal Investigator

中山 潤一  基礎生物学研究所, クロマチン制御研究部門, 教授 (60373338)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2016: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywords遺伝子 / 発現制御 / ヘテロクロマチン / HP1 / リン酸化
Outline of Annual Research Achievements

HP1による動的クロマチン構造変換の分子機構を解明するため、本年度は分裂酵母のSwi6に着目して研究を遂行した。昨年までの研究によって、Swi6がヒトのHP1と同様にM期特異的なリン酸化を受けることを明らかにした。そこで本年度は、M期特異的なリン酸化酵素として分裂酵母のAuroraキナーゼであるArk1に着目し、Ark1がSwi6をリン酸化するかどうか検討した。
Swi6とArk1を大腸菌で共発現させ、Swi6のリン酸化状態を調べることで、Ark1がSwi6を効率よくリン酸化できることが分かった。次にSwi6をN末領域、クロモドメイン(CD)、ヒンジ領域、クロモシャドウドメイン(CSD)に分け、それぞれをArk1とともに大腸菌内で共発現させたところ、N末のドメインがArk1によってリン酸化されることが明らかになった。N末端領域の中で候補となるセリン残基に変異を導入して検討したところ、進化的に保存された2つのセリン残基がArk1の基質になっていることが明らかになった。実際に、全長のSwi6に同じ変異を導入して共発現系に供することで、全長のSwi6においても特定したセリン残基がArk1によってリン酸化されることを確認した。
特定したセリン残基が、実際に分裂酵母の細胞内でM期特異的にリン酸化されているかを検討するため、候補となるセリン残基をアラニンに置換した変異Swi6を発現させ、細胞周期を同調してSwi6のリン酸化状態を調べた。その結果、Swi6のM期特異的なリン酸化が入らなくなったことから、これらのセリン残基が分裂酵母細胞内でリン酸化されていることが確認できた。変異Swi6を発現させた分裂酵母の表現型解析から、これらのセリン残基のリン酸化がサイレンシングの制御にも関係している可能性が示唆された。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Structural Basis of Heterochromatin Formation by Human HP12018

    • Author(s)
      Shinichi Machida, Yoshimasa Takizawa, Masakazu Ishimaru, Yukihiko Sugita, Satoshi Sekine, Jun-ichi Nakayama, Matthias Wolf, Hitoshi Kurumizaka
    • Journal Title

      Molecular Cell

      Volume: 69 Pages: 385-397

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Regulation of mitotic recombination between DNA repeats in centromeres.2017

    • Author(s)
      Zafar,F., Okita,AK. Onaka,AT., Su,J., Katahira,Y., Nakayama,J. Takahashi,TS., Masukata, H., Nakagawa, T.
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: 44(22) Issue: 19 Pages: 11222-11235

    • DOI

      10.1093/nar/gkx763

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Phosphorylation of CBX2 controls its nucleosome-binding specificity2017

    • Author(s)
      Takayuki Kawaguchi, Shinichi Machida, Hitoshi Kurumizaka, Hideaki Tagami, Jun-ichi Nakayama
    • Journal Title

      The Journal of Biochemistry

      Volume: 162 Issue: 5 Pages: 343-355

    • DOI

      10.1093/jb/mvx040

    • NAID

      40021394855

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Gic1 is a novel heterochromatin boundary protein in vivo2016

    • Author(s)
      Risa Mitsumori, Kaori Shinmyozu, Jun-ichi Nakayama, Hiroyuki Uchida, Masaya Oki
    • Journal Title

      Genes & Genetic Systems

      Volume: 91 Issue: 3 Pages: 151-159

    • DOI

      10.1266/ggs.15-00070

    • NAID

      130005170330

    • ISSN
      1341-7568, 1880-5779
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Four domains of Ada1 form a heterochromatin boundary through different mechanisms2016

    • Author(s)
      Kazuma Kamata, Kaori Shinmyozu, Jun-ichi Nakayama, Masanori Hatashita, Hiroyuki Uchida, Masaya Oki
    • Journal Title

      Genes to Cells

      Volume: 21 Issue: 10 Pages: 1125-1136

    • DOI

      10.1111/gtc.12421

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 高次クロマチン構造形成の分子機構2017

    • Author(s)
      中山潤一
    • Organizer
      第11回 日本エピジェネティクス研究会年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 分裂酵母におけるヘテロクロマチン構造形成の分子機構2016

    • Author(s)
      中山潤一
    • Organizer
      第89回日本生化学会年会
    • Place of Presentation
      宮城県仙台市(東北大学)
    • Year and Date
      2016-09-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 分裂酵母におけるヘテロクロマチン構造形成の分子機構2016

    • Author(s)
      中山潤一
    • Organizer
      第7回高次クロマチン研究会
    • Place of Presentation
      島根県出雲市(島根大学医学部)
    • Year and Date
      2016-08-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-04-26   Modified: 2018-12-17  

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