ゲノムアダプテーションのためのクロマチン高次構造形成メカニズムの解明

• Project Area: Systematic study of chromosome adaptation
• Project/Area Number: 25125702
• 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: Hokkaido University
• Principal Investigator: 小布施 力史 北海道大学, 先端生命科学研究科(研究院), 教授 (00273855)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2013: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
• Keywords: クロマチン / 不活性X染色体 / ヘテロクロマチン

Research Abstract

本課題は、ゲノムアダプテーションを実現するための重要なエピゲノムのエフェクターであるヘテロクロマチン（高次クロマチン構造）の形成の分子メカニズムを、申請者が独自に見いだしたHBiX1タンパク質とヒストン修飾、HP1、SMCHD1、XIST RNAの相互作用を基軸にして明らかにすることを目的とした。具体的には、１）免疫染色、および、これらの因子のクロマチン免疫沈降産物を次世代シーケンサーで解析するChIP-seq法により、不活性X染色体上および核内での局在とその相互依存性を詳細に解析する、２）それぞれのタンパク質が持つドメイン、特にSMCHD1が持つSMCヒンジやATPaseなどクロマチンの高次構造に影響を及ぼしそうなドメインに着目して、機能解析を行う、３）XIST RNAとこれらのタンパク質因子がどのように連携して高次構造を作り上げているのかについて検討する、予定であった。
本課題は、他課題採択のためルール上６月末日で中止となった。それまでに、不活性X染色体のヘテロクロマチン化に関与するHBiX1およびSMCHD1の常染色体上での分布をChIP-seqの結果を再解析し、ほとんどのものがH3K9me3と共局在することを明らかとした。また、X染色体上のそれぞれのローカスが核内のどこに局在するかを明らかにするために多点、多色FISHの系を立ち上げた。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Human origin recognition complex binds preferentially to G-quadruplex-preferable RNA and single-stranded DNA. (2013)
  • Author(s): Hoshina S
  • Journal Title: The Journal of Biologocal Chemistry Volume: 288 Issue: 42 Pages: 30161-30171
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.492504
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Human inactive X chromosome is compacted through a PRC2-independent SMCHD1-HBiX1 pathway (2013)
  • Author(s): Nozawa RS, Nagao K, Igami K, Shibata S, Shirai N, Nozaki N, Sado T, Kimura H, and Obuse C
  • Journal Title: Nat. Struct. Mol. Biol Volume: 20 Issue: 5 Pages: 566-573
  • DOI: 10.1038/nsmb.2532
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genetically encoded system to track histone modification in vivo. (2013)
  • Author(s): Yuko Sato, Masanori Mukai, Jun Ueda, Michiko Muraki, Timothy J. Stasevich, Naoki Horikoshi, Tomoya Kujirai, Hiroaki Kita, Taisuke Kimura, Seiji Hira, Yasushi Okada, Yoko Hayashi-Takanaka, Chikashi Obuse, Hitoshi Kurumizaka, Atsuo Kawahara, Kazuo Yamagata, Naohito Nozaki and Hiroshi Kimura
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 3 Issue: 1 Pages: 2436-2436
  • DOI: 10.1038/srep02436
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] エピジェネティクスにおけるヘテロクロマチン (2013)
  • Author(s): 小布施力史
  • Organizer: 第86回 日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Invited
• [Presentation] プロテオミクス、ゲノミクスによるエピジェネティクスの機能階層構造の解明 (2013)
  • Author(s): 小布施力史
  • Organizer: 第60回 日本実験動物学会総会
  • Place of Presentation: つくば
  • Invited
• [Presentation] Human inactive X chromosome is compacted through a Polycomb-independent SMACHD1-HBIX1 pathway governed by XIST RNA. (2013)
  • Author(s): Chikashi OBUSE
  • Organizer: 23rd Wilhelm Bernhard Workshop on the Cell Nucleus
  • Place of Presentation: Debrecen, Hungary
• [Book] 実験医学, 31 「バー小体の正体 - HBiX1-SMCHD1複合体によるヒト不活性化X染色体の凝縮」の項 (2013)
  • Author(s): 長尾恒治
  • Publisher: 羊土社
• [Remarks] 小布施研ホームページ
  • URL: http://www.lfsci.hokudai.ac.jp/labs/infgen/