ヒストン分子から見た複製や染色体分配の場の解析

• Project Area: The physicochemical field for genetic activities
• Project/Area Number: 21114502
• 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: Tohoku University
• Principal Investigator: 関 政幸 Tohoku University, 薬学研究科(研究院), 准教授 (70202140)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000); Fiscal Year 2010: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2009: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: クロマチン / ヒストン / DNA複製 / DNA修復 / 染色体分配 / ヒストンバリアント / 出芽酵母 / 点突然変異

Research Abstract

本年度の実績を下記に箇条書きする。
(1)ヒストンのGLAMP解析;ヌクレオソームはふたつのヒストンH2A-H2B二量体とひとつのヒストン(H3-H4)_2四量体からなるヒストン八量体にDNAが巻き付いた構造をとる。ヌクレオソーム構造は様々なDNA介在反応中に解体されたり、再生したりする。その機構についてヒストン-ヒストン分子間、ヒストン-DNA間の相互作用の変化の総体と捉え、このような相互作用領域に存在するヒストンのアミノ酸を個々にアラニンに置換した、酵母の点突然変異株ライブラリー119株を樹立し、解析した。その結果60ページにもおよぶ学術論文として報告した(Genes Cells 14,1271-1330,2009)。
(2)ヒストンH3-K56のアセチル化による相同組換えの制御;ヒストンH3-K56A変異株において、姉妹染色分体間の組換え(SCR)の効率が著しく低下することを見いだした。この反応にはH3-K56のアセチル化に必要とされるヒストンシャペロンCIA/Asf1とヒストンアセチル化酵素Rtt109が要求された。さらに、H3-K56のアセチル化の下流で機能するRtt101-Mms1-Mms22ユビキチンリガーゼ複合体がこのSCRに必要だった。以上より、本研究で初めてH3-K56のアセチル化で制御される相同組換えの存在を明らかにした。
(3)ヒストンH2A-I112A変異株における染色体分配異常の解析;ヒストンH2A-I112A変異株において、染色体分配異常の表現型を見いだし、解析した結果、chromosome bi-orientationに欠陥が生じることが示唆された。今後、この現象の分子機構の解明により、ヒストンがどのように染色体分配に関わりうるか重要なヒントが得られるものと期待される。

Research Products

• [Journal Article] Global analysis of mutual interaction surfaces of nucleosomes with comprehensive point mutants. (2009)
  • Author(s): Sakamoto, M., Noguchi, S., Kawashima, S., Okada, Y., Enomoto, T., Seki, M., Horikoshi, M.
  • Journal Title: Genes Cells Volume: 14 Pages: 1271-1330
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Physical and functional interaction between WRNIP1 and RAD18. (2009)
  • Author(s): Yoshimura, A., Seki, M., Kanamori, M., Tateishi, S., Tsurimoto, T., Tada, S., Enomoto, T.
  • Journal Title: Genes Genet.System Volume: 84 Pages: 171-178
  • NAID: 10024791852
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Accumulation of sumoylated Rad52 in checkpoint mutants perturbed in DNA replication. (2009)
  • Author(s): Ohuchi, T., Seki, M., Kugou, K., Tada, S., Ohta, K., Enomoto, T.
  • Journal Title: DNA Repair Volume: 8 Pages: 690-696
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Generation and characterization of cells that can be conditionally depleted of mitochondrial SOD2. (2009)
  • Author(s): Takada, S., Inoue, E., Tano, K., Yoshii, H., Abe, T., Yoshimura, A., Akita, M., Tada, S., Watanabe, M., Seki, M., Enomoto, T.
  • Journal Title: Biochem.Biophys.Res.Commun. Volume: 379 Pages: 233-238
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Repression of nascent strand elongation by deregulated Cdt1 during DNA replication in Xenopus egg extracts. (2009)
  • Author(s): Tsuyama, T., Watanabe, S., Aoki, A., Cho, Y., Seki, M., Enomoto, T., Tada, S.
  • Journal Title: Mol.Biol.Cell Volume: 20 Pages: 937-947
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Acetylation of histone H3-K56 regulates homologous recombination (2009)
  • Author(s): 遠藤博人、関政幸、川嶋聡、佐藤塁、榎本武美、堀越正美
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜)
  • Year and Date: 2009-12-11
• [Presentation] A mutant protein of histone chaperone CIA/Asf1 defective in disrupting histone (H3-H4)_2 tetramer accelerates rate of DNA replication (2009)
  • Author(s): 大隅達也、石川勝幸、多田周右、夏目亮、Lena R.Kundu、野崎直仁、千田俊哉、榎本武美、堀越正美、関政幸
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜)
  • Year and Date: 2009-12-11
• [Presentation] Analysis of DNA replication repression by excess Cdt1 (2009)
  • Author(s): 牛田磨理、津山崇、渡辺沙里、青木彩子、関政幸、榎本武美、多田周右
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜)
  • Year and Date: 2009-12-10
• [Presentation] Nuclear superoxide may trigger spontaneous sister chromatid exchanges (2009)
  • Author(s): Eri Inoue, Keizo Tano, Hanako Yoshii, Syunya Takada, Akari Yoshimura, Nawata Hisakatsu, Jun Nakamura, Shusuke Tada, Masami Watanabe, Masayuki Seki, Takemi Enomoto
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜)(招待講演)
  • Year and Date: 2009-12-09
• [Presentation] 親鎖ヌクレオソーム中のヒストン成分の娘鎖への分配機構解明に向けて (2009)
  • Author(s): 石川勝幸、大隅達也、阿部拓也、夏目亮、多田周右、千田俊哉、榎本武美、堀越正美、関政幸
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: ポートアイランド(神戸)(招待講演)
  • Year and Date: 2009-10-23
• [Presentation] DNA複製に必須なCdc45の新規機能の解析 (2009)
  • Author(s): 大隅達也、石川勝幸、多田周右、榎本武美、堀越正美、関政幸
  • Organizer: 第48回日本薬学会東北支部大会
  • Place of Presentation: 東北薬科大学(仙台)
  • Year and Date: 2009-10-18