Construction and formation of heterochromatin bodies in mammalian cells

• Project Area: Chromosome Orchestration System
• Project/Area Number: 18H04713
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 小布施 力史 大阪大学, 理学研究科, 教授 (00273855)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000); Fiscal Year 2019: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2018: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
• Keywords: nuclear body / ヘテロクロマチン / 液相分離 / 非コードRNA / クロマチンボディー / HP1

Outline of Annual Research Achievements

AHDC1を細胞内で増量すると、ペリセントロメアヘテロクロマチンであるクロモセンターのまるい形がひも上になる。これまでの解析から、AHDC1が持つクロモセンターの変形活性にはAHDC1のHP1結合が必要であることがわかっている。興味深いことに、HP1と結合できないAHDC1（AHDC1ΔHP1）は核内でまるい構造体を形成した。このAHDC1ΔHP1が形成する構造体をlive cell imagingで観察して見ると、液相-液相分離の特徴の一つである構造体同士が融合する様子が見られた。また、液相-液相分離の阻害剤として知られている1,6-hexandiolを加えるとこの構造体が解消した。これらのことから、AHDC1の変形活性には自身が持つHP1結合に加えて、液相-液相分離する能力が必要であると考えられた。さらに、増量した時の表現型に加えて、減量した時の表現型を観察するために、AHDC1のノックアウト細胞をNIH3T3を用いて作成し表現型を調べたが、クロモセンターの形態に顕著な影響は見られなかった。しかしながら、DNA二重鎖損傷修復や増殖応答が脆弱になることから、AHDC1によるヘテロクロマチンの状態変化と、DNA修復や転写応答への関与が示唆された。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元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 Aberdeen(英国)
• [Journal Article] Subacute cutaneous lupus erythematosus with melanocyte elimination induced by pembrolizumab. (2020)
  • Author(s): Ogawa-Momohara M, Muro Y, Goto K, Obuse C, Satoh M, Kono M, Akiyama M.
  • Journal Title: J. Dermatol. Volume: 47 Issue: 6
  • DOI: 10.1111/1346-8138.15316
  • NAID: 120006884960
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] KDM2A-dependent reduction of rRNA transcription on glucose starvation requires HP1 in cells, including triple-negative breast cancer cells (2019)
  • Author(s): Okamoto Kengo、Tanaka Yuji、Ogasawara Sachiko、Obuse Chikashi、Nakayama Jun-ichi、Yano Hirohisa、Tsuneoka Makoto
  • Journal Title: Oncotarget Volume: 10 Issue: 46 Pages: 4743-4760
  • DOI: 10.18632/oncotarget.27092
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Asymmetrical localization of Nup107-160 subcomplex components within the nuclear pore complex in fission yeast (2019)
  • Author(s): Asakawa Haruhiko、Kojidani Tomoko、Yang Hui-Ju、Ohtsuki Chizuru、Osakada Hiroko、Matsuda Atsushi、Iwamoto Masaaki、Chikashige Yuji、Nagao Koji、Obuse Chikashi、Hiraoka Yasushi、Haraguchi Tokuko
  • Journal Title: PLOS Genetics Volume: 15 Issue: 6 Pages: 008061-1008061
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1008061
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Genome-wide stability of the DNA replication program in single mammalian cells (2019)
  • Author(s): Saori Takahashi, Hisashi Miura, Takahiro Shibata, Koji Nagao, Katsuzumi Okumura, Masato Ogata, Chikashi Obuse, Shin-ichiro Takebayashi and Ichiro Hiratani
  • Journal Title: Nature Genetics Volume: 51 Issue: 3 Pages: 529-540
  • DOI: 10.1038/s41588-019-0347-5
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Role of SmcHD1 in establishment of epigenetic states required for the maintenance of the X-inactivated state in mice (2018)
  • Author(s): Sakakibara Yuki、Nagao Koji、Blewitt Marnie、Sasaki Hiroyuki、Obuse Chikashi、Sado Takashi
  • Journal Title: Development Volume: 145 Issue: 18 Pages: 806-821
  • DOI: 10.1242/dev.166462
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Nucleosomes around a mismatched base pair are excluded via an Msh2-dependent reaction with the aid of SNF2 family ATPase Smarcad1. (2018)
  • Author(s): Terui R, Nagao K, Kawasoe Y, Taki K, Higashi TL, Tanaka S, Nakagawa T, Obuse C, Masukata H, Takahashi TS
  • Journal Title: Genes & development Volume: 32(11-12) Issue: 11-12 Pages: 806-821
  • DOI: 10.1101/gad.310995.117
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] ヘテロクロマチンの構造と機能 (2019)
  • Author(s): 小布施力史
  • Organizer: 第13回エピジェネティクス研究会年会
  • Invited
• [Presentation] Elucidation of the molecular basis of heterochromatin body formation (2019)
  • Author(s): Chikashi Obuse
  • Organizer: Chromosome Dynamics 2019
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] X染色体不活性化過程におけるSmchd1-Hbix1の役割 (2018)
  • Author(s): 長尾恒治、榊原祐樹、元田裕佳里、坂口武久、木村宏、佐渡敬、小布施力史
  • Organizer: 第91回日本生化学会大会
  • Invited
• [Presentation] RIF1-PP1複合体のDNA損傷における機能解析 (2018)
  • Author(s): 磯部 真也、長尾 恒治、野崎 直仁、木村 宏、小布施 力史
  • Organizer: 第41回日本分子生物学会年会
• [Presentation] 染色体不活性化における非コードXIST RNAとSmchd1-Hbix1Xの役割 (2018)
  • Author(s): 長尾 恒治、榊原 祐樹、坂口 武久、木村 宏、佐渡 敬、小布施 力史
  • Organizer: 第41回日本分子生物学会年会
  • Invited
• [Presentation] Smchd1-Hbix1依存的な不活性化X染色体の区画化 (2018)
  • Author(s): 長尾 恒治、榊原 祐樹、柴田 幸子、野澤 竜介、坂口 武久、木村 宏、佐渡 敬、小布施 力史
  • Organizer: 第41回日本分子生物学会年会
• [Presentation] 分裂酵母に特異的な核膜孔複合体の構造と機能 (2018)
  • Author(s): 淺川 東彦、糀谷 知子、楊 恵如、大槻 千鶴、小坂田 裕子、松田 厚志、岩本 政明、近重 裕次、高木 尚充、長尾 恒治、小布施 力史、平岡 泰、原口 徳子
  • Organizer: 第41回日本分子生物学会年会
• [Presentation] Single-cell DNA replication timing profiling and 3D genome organization dynamics during development (2018)
  • Author(s): Hisashi Miura, Saori Takahashi, Takahiro Shibata, Koji Nagao, Chikashi Obuse, Shin-ichiro Takebayashi, Ichiro Hiratani
  • Organizer: Nuclear Organization & Function on Cold Spring Harbor Meeting
• [Presentation] 分化前後のES細胞における複製ドメインは細胞間で極めて均一なプロファイルを示す (2018)
  • Author(s): 高橋沙央里、三浦尚、柴田隆豊、長尾恒治、小布施力史、竹林慎一郎、平谷伊智朗
  • Organizer: 第12回日本エピジェネティクス研究会年会
• [Remarks] 大阪大学理学研究科 染色体構造機能学研究室
  • URL: http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/bio_web/lab_page/obuse/
• [Remarks] 大阪大学理学研究科 染色体構造機能学研究室
  • URL: https://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/dbs01/re-paper-temp.php?id=98
• [Remarks] 染色体構造機能学研究室
  • URL: http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/bio_web/lab_page/obuse/
• [Remarks] 染色体構造機能学研究室
  • URL: https://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/dbs01/re-paper-temp.php?id=98
• [Remarks] 乳がん、卵巣がんの抑制遺伝子の働きを助けるタンパク質SCAIを新発見
  • URL: https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2017/20170712_1
• [Remarks] 女性の"働かない"X染色体の仕組みを解明
  • URL: http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/bio_web/lab_page/obuse/nsmb2013/