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化学修飾ネットワークの構造的基盤としての不規則領域の生理的意義の解明

Publicly Offered Research

Project AreaTarget recognition and expression mechanism of intrinsically disordered protein
Project/Area Number 22113502
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 InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

堀越 正美  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 准教授 (70242089)

Project Period (FY) 2010 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2011: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2010: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Keywords化学修飾 / ヒストンテイル / ネットワーク / 不規則領域 / 天然変性蛋白質
Research Abstract

天然変性領域におけるヒストン化学修飾反応の特性に関して、ヒストン化学修飾間関係を調べたところ、頑強性のあるシステムとしてのスケール・フリー性を示し、更にそのシステムが形成・成長・進化するには、テイル領域の可動性、柔軟性が重要な役割を担うことを示した(Genes Cell, 14, 789-806, 2009)。各々ヒストン”Modification web”、”Signal router”理論として提唱することになった。これらの性質を示す実際的な仕組みを解明するには、個々の化学修飾間関係の欠損に対して、他の化学修飾間関係が代替になっていることを示すことが課題であり、そのことに挑んだ。現在までの知見を以下に示す。スケール・フリー性を示すネットワーク構造内の代替エッジ関係を解析することは世界的に見ても初の試みであり、またこのような解析は多対多の関係を明らかにすることであり、非常に難しい作業である。変異や欠失に対してrobust(頑強)でなくなる状態を作り出さない限り、解析は非常に困難である。そこで、そのような状況を作り出せるかどうかをヒストンテイル領域の欠失が致死性をもたらさないといった過去の知見が妥当であるか否かの検討を加えた。その結果、今迄の知見はテイル領域を十分に欠失させておらず、テイル領域の一部が残存しているままでの結果であった。そこで、H2A, H2B, H3, H4のテイル領域をヌクレオソーム外側領域直前、及びヌクレオソーム内部のヒストンコア領域直前までの欠失を行い、細胞の致死性(5-FOA薬剤感受性)を調べた。その結果、H4のテイル領域の欠失は、ある領域までしか行えず、H4テイル領域の欠失株が、今後のシステム内化学修飾間関係を明らかにしていく上での基盤になることを見出した。この知見は従来の定説を覆すことになった。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2012 2011 2010

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Nucleosome surface containing nucleosomal DNA entry/exit site regulates H3-K36me3 via DNA entry/exit site regulates H3-K36me3 via2012

    • Author(s)
      H.Endo, Y.Nakabayashi, S.Kawashima, T.Enomoto, M.Seki & M.Horikoshi
    • Journal Title

      Genes Cells

      Volume: 17 Issue: 1 Pages: 65-81

    • DOI

      10.1111/j.1365-2443.2011.01573.x

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Global analysis for functional residues of histone variant Htz1 using the comprehensive point mutant library2011

    • Author(s)
      A.Kawano, Y.Hayashi, S.Noguchi, H.Handa, M.Horikoshi & Y.Yamaguchi
    • Journal Title

      Genes Cells

      Volume: 16 Issue: 5 Pages: 590-607

    • DOI

      10.1111/j.1365-2443.2011.01512.x

    • Related Report
      2011 Annual Research Report 2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Biphasic chromatin binding of histone chaperone FACT during eukaryotic chromatin DNA replication2011

    • Author(s)
      L.R.Kundu, M.Seki, H.Murofushi,A.Furukohri, S.Waga, A.J.Score, J.J.Blow, M.Horikoshi, T.Enomoto & S.Tada
    • Journal Title

      Biochim.Biophys.Acta

      Volume: 1813 Issue: 6 Pages: 1129-36

    • DOI

      10.1016/j.bbamcr.2011.01.002

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Global analysis of core histones reveals nucleosomal surfaces required for chromosomebi-orientation2011

    • Author(s)
      S.Kawashima, Y.Nakabayashi, K.Matsubara, N.Sano, T.Enomoto, K.Tanaka, M.Seki & M.Horikoshi
    • Journal Title

      EMBO J.

      Volume: 30 Issue: 16 Pages: 3353-3367

    • DOI

      10.1038/emboj.2011.241

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      2011 Annual Research Report 2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The histone chaperone FACT maintains replication fork rates2011

    • Author(s)
      T.Abe, K.Sugimura, Y.Hosono, Y.Takami, M.Akita, A.Yoshimura, S.Tada, T.Nakayama, H.Murofushi, K.Okumura, S.Takeda, M.Horikoshi, M.Seki & T.Enomoto
    • Journal Title

      J.Biol.Chem.

      Volume: 286 Issue: 35 Pages: 30504-30512

    • DOI

      10.1074/jbc.m111.264721

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      2011 Annual Research Report 2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The roles of histone chaperone CIA/Asf1 in nascent DNA elongation during nucleosome replication.2011

    • Author(s)
      K.Ishikawa, T.Ohsumi, S.Tada, R.Natsume, L.R.Kundu, N.Nozaki, T.Senda, T.Enomoto, M.Horikoshi & M.Seki
    • Journal Title

      Genes Cells

      Volume: 16 Issue: 10 Pages: 1050-1062

    • DOI

      10.1111/j.1365-2443.2011.01549.x

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      2011 Annual Research Report 2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Biphasic chromatin binding of histone chaperone FACT during eukaryotic chromatin DNA replication2011

    • Author(s)
      L.Kundu, et al
    • Journal Title

      Biochim.Biophys.Acta

      Volume: 1813 Pages: 1129-1136

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structure of the histone chaperone CIA/ASF1-double bromodomain complex connecting histone modifications and site-specific histone eviction2010

    • Author(s)
      Y.Akai, et al
    • Journal Title

      Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.

      Volume: 107 Pages: 8153-8158

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  • [Journal Article] Global analysis of functional relationships between histone point mutations and the effects of histone deacetylase inhibitors2010

    • Author(s)
      L.Sato, et al
    • Journal Title

      Genes Cells

      Volume: 15 Pages: 553-594

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      2010 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Chromatin dynamics mediated by histone modifiers and histone chaperones in postreplicative recombination2010

    • Author(s)
      H.Endo, et al
    • Journal Title

      Genes Cells

      Volume: 15 Pages: 945-958

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Theoretical framework for the histone modification networks2012

    • Author(s)
      M.Horikoshi
    • Organizer
      Cold Spring Harbor Laboratory Meeting- Systems Biology: Global Regulation of Gene Expression 2012
    • Place of Presentation
      Cold Spring Harbor (New York), USA
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Studies on chromatin regulation by utilizing histone-GLibrary2012

    • Author(s)
      M.Horikoshi
    • Organizer
      Keystone Symposia-Chromatin Dynamics
    • Place of Presentation
      Keystone (Colorado), USA
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Network-Based Histone "Modification Web" Theory and "DESS" Strategy for Elucidating the Physiological Significance of Histone Modifications2011

    • Author(s)
      Y.Hayashi, et al
    • Organizer
      Keystone Symposia-Histone Code : Fact or Fiction?
    • Place of Presentation
      Utah, USA
    • Year and Date
      2011-01-12
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 生化学を基軸に独創性、そして独走性を目指した30年に及ぶ 遺伝子制御研究2011

    • Author(s)
      堀越 正美
    • Organizer
      第84回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      京都
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      2011 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ON/OFF on gene regulation : from component to network structure遺伝子制御のON/OFF:要素からネットワーク構造へ2010

    • Author(s)
      堀越正美
    • Organizer
      BMB2010(第83回日本生化学会大会・第33回日本分子生物学会年会)
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド、神戸市
    • Year and Date
      2010-12-10
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Regulatory mechanisms of chromatin structure and function2010

    • Author(s)
      M.Horikoshi
    • Organizer
      2010 Global Biomarker Conference
    • Place of Presentation
      Vancouver, Canada
    • Year and Date
      2010-09-10
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

URL: 

Published: 2010-08-23   Modified: 2018-03-28  

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