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ヒストン脱メチル化酵素KDM2Aによるヌクレオソーム構造調節機構の解析

Publicly Offered Research

Project AreaThe physicochemical field for genetic activities
Project/Area Number 23114721
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 InstitutionTakasaki University of Health and Welfare

Principal Investigator

常岡 誠  高崎健康福祉大学, 薬学部, 教授 (50197745)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2012: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2011: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
KeywordsリボソームDNA / 脱メチル化酵素 / CpG配列 / CXXCドメイン / KDM2A / H3K36me2 / クロマチン / ヒストン / リボソームRNA遺伝子 / ヘテロクロマチン / DNAメチル化 / ユビキチン / F-box
Outline of Annual Research Achievements

真核生物のゲノムDNAは高度に折り畳まれクロマチンとして核内に収納されている。ヌクレオソームは折り畳みの基本構造であり、この構造は能動的に再構成されるダイナミックさを持つ。DNAのメチル化修飾、ヒストン翻訳後修飾はヌクレオソーム構造調節に関与するが、詳細な分子機構はよくわかっていない。我々はヒストン脱メチル化酵素KDM2A遺伝子からの2つの蛋白質の発現抑制がrDNA プロモータークロマチン上のヒストン量を上昇し、rDNA転写を抑制することを観察した。本研究では、2つの蛋白質の機能それぞれについて解析した。その結果、KDM2A遺伝子からの2つの産物は協調して働きrDNA転写を調節すること、ヒストン量調節にはさらに別の因子が必要なことが明らかになった。次に、KDM2AのrDNA プロモーターへのリクルート機構を調べた結果、KDM2AはCXXCドメインによる非メチル化CpG配列結合活性を介してrDNA promoterに結合すること、さらにrDNA promoterに結合したKDM2Aは飢餓時に脱メチル化活能が活性化され、H3K36me2が脱メチル化されrDNA転写を抑制することが明らかとなった。一方、近年CpG islandをもつPol IIによって転写される遺伝子にKDM2Aは結合しH3K36me2を脱メチル化することが外国のグループから報告された。我々はCpG island遺伝子にもKDM2AがCXXCドメインを介して結合することを確認したが、H3K36me2脱メチル化にはCXXCドメインは必要ないことが分かった。以上の結果はKDM2AのCXXCドメインは飢餓時にKDM2AがrDNA プロモーターで脱メチル化を発揮するときにのみ特異的に必要であり、KDM2A作用発揮においてrDNA プロモーターは独特なクロマチン構造を有していることが明らかになった。

Research Progress Status

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)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (1 results) Presentation (5 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 核小体とリボソームRNA転写調節2012

    • Author(s)
      常岡誠
    • Journal Title

      細胞工学

      Volume: 31 Pages: 901-908

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] リボソームRNA転写におけるCpG配列の関与2013

    • Author(s)
      常岡 誠
    • Organizer
      第2回リボソームミーティング
    • Place of Presentation
      府中
    • Year and Date
      2013-03-28
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 非メチル化CpGと結合するCXXCドメインの機能解析2012

    • Author(s)
      常岡 誠
    • Organizer
      第30回染色体ワークショップ・第11回核ダイナミクス研究会
    • Place of Presentation
      淡路
    • Year and Date
      2012-12-19
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Histone demethylase KDM2A reduces rRNA transcription in response to starvation2011

    • Author(s)
      常岡誠
    • Organizer
      第32回分子生物学学会ワークショップ
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2011-12-16
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒストン脱メチル化酵素KDM2Aによるクロマチン構造調節とリボソームRNA転写2011

    • Author(s)
      常岡誠
    • Organizer
      遺伝研研究会
    • Place of Presentation
      三島
    • Year and Date
      2011-10-20
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒストン脱メチル化酵素によるリボソームRNA転写制御2011

    • Author(s)
      常岡誠
    • Organizer
      日本生化学会関東支部会例会
    • Place of Presentation
      東京新宿
    • Year and Date
      2011-06-25
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.takasaki-u.ac.jp/yaku2/idenshikinouseigyo/toppage.htm

    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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