X染色体不活性化機構が作る常染色体クロマチンの性差の解明

• Project Area: Molecular mechanisms for establishment of sex differences.
• Project/Area Number: 25132701
• 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: 長尾 恒治 北海道大学, 先端生命科学研究科(研究院), 講師 (60426575)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000); Fiscal Year 2014: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2013: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
• Keywords: X染色体不活性化 / 性差 / ヘテロクロマチン

Outline of Annual Research Achievements

ヒトなどの哺乳類では、２つの性の間でXX (雌)とXY (雄)というようにX染色体の数が異なっています。このままではX染色体状の遺伝子量が性によってことなるため、雌では２本あるX染色体のうち１本をほぼ全域に渡って不活性化するという遺伝子量補償機構が存在します。不活性化されたX染色体は、バー小体と呼ばれる凝縮した染色体構造 (ヘテロクロマチン) として核内に存在します。私たちはこの凝縮構造を作るのに必要なHBiX1-SMCHD1複合体を発見しました。またヒトでは、SMCHD1はある種の筋ジストロフィーの原因遺伝子としても知られていることから、ゲノム全体でHBiX1-SMCHD1がどのように機能しているかを明らかにすることが必要です。本年度は、このHBiX1-SMCHD1複合体がX染色体以外のどこで、どのように機能しているかを明らかにするため、父方・母方由来と二本の相同染色体を区別することができるマウス細胞の系で、目的のタンパク質のゲノム上での結合位置を明らかにできるChIP-seq解析を行いました。その結果、X染色体に限らず二本ある相同染色体のうち一方にだけHBiX1-SMCHD1やヒストン修飾が局在している領域があることがわかり、HBiX1-SMCHD1がシスに機能できることがわかりました。この結果を、それぞれの遺伝子の発現状態を調べるRNA-seq法の結果や、またヒトにおける結果と比較することで、HBiX1-SMCHD1の機能するゲノム領域をより明らかにできると考えられます。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] An annexin A1-FPR1 interaction contributes to necroptosis of keratinocytes in severe cutaneous adverse drug reactions. (2014)
  • Author(s): Saito N, Qiao H, Yanagi T, Shinkuma S, Nishimura K, Suto A, Fujita Y, Suzuki S, Nomura T, Nakamura H, Nagao K, Obuse C, Shimizu H, Abe R.
  • Journal Title: Science Translational Medicine Volume: 6 Issue: 245 Pages: 245-295
  • DOI: 10.1126/scitranslmed.3008227
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Schizosaccharomyces pombe centromere protein Mis19 links Mis16 and Mis18 to recruit CENP-A through interacting with NMD factors and the SWI/SNF complex (2014)
  • Author(s): Hayashi, T., Ebe, M., Nagao, K., Kokubu, A., Sajiki, K., and Yanagida, M.
  • Journal Title: Genes Cells. Volume: 19 Issue: 7 Pages: 541-554
  • DOI: 10.1111/gtc.12152
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A novel method for purification of the endogenously expressed fission yeast Set2 complex. (2014)
  • Author(s): Suzuki S
  • Journal Title: Protein Expression and Purification. Volume: 97 Pages: 44-49
  • DOI: 10.1016/j.pep.2014.02.005
  • Peer Reviewed / Open Access
• [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] 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 (2013)
  • Author(s): 長尾恒治、野澤竜介、小布施力史
  • Journal Title: 実験医学 Volume: 31 Pages: 1771-1775
• [Presentation] 不活性化X染色体の凝縮に必要なSMCHD1-HBiX1複合体のマウスでの解析 (2015)
  • Author(s): 長尾恒治、柴田幸子、野澤竜介、木村宏、佐渡敬、小布施力史
  • Organizer: X染色体研究会2015
  • Place of Presentation: 近畿大学 (奈良県奈良市)
  • Year and Date: 2015-03-26
• [Presentation] アリル特異的ChIP-seq法によるマウス不活性化X染色体のクロマチン動態の解明 (2014)
  • Author(s): 長尾恒治、柴田幸子、野澤竜介、木村宏、佐渡敬、小布施力史
  • Organizer: 第３７回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜 (神奈川県横浜市)
  • Year and Date: 2014-11-26
• [Presentation] SMCHD1-HBiX1複合体によるヘテロクロマチンの凝縮 (2014)
  • Author(s): 長尾恒治、柴田幸子、野澤竜介、木村宏、佐渡敬、小布施力史
  • Organizer: 第87回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館 (京都府京都市)
  • Year and Date: 2014-10-18
• [Presentation] SMCHD1-HBiX1複合体による不活性化X染色体の凝縮 (2014)
  • Author(s): 長尾恒治、柴田幸子、野澤竜介、木村宏、佐渡敬、小布施力史
  • Organizer: BCC (Beyond the Chromatin Club) 5
  • Place of Presentation: 北海道大学 (北海道札幌市)
  • Year and Date: 2014-09-18
• [Presentation] Role of Histone H3 lysine 9 trimetylation in mouse X chromosome inactivation (2014)
  • Author(s): Koji Nagao, Sachiko Shibata, Ryu-suke Nozawa, Masaaki Okuda, Hiroshi Kimura, Takashi Sado, and Chikashi Obuse
  • Organizer: 2014 Keystone Symposia Conference, Long Noncoding RNAs: Marching toward Mechanism
  • Place of Presentation: Eldorado Hotel & Spa (USA)
• [Presentation] バー小体の正体 - SMCHD1-HBiX1複合体によるヒト不活性化X染色体の凝縮 - 第26回インターゲノミクスセミナー (2013)
  • Author(s): 長尾恒治
  • Organizer: 第26回インターゲノミクスセミナー
  • Place of Presentation: 神戸大学（神戸市)
  • Invited
• [Presentation] Allele specific ChIP-seq profiling of inactive X chromosome in mouse (2013)
  • Author(s): Koji Nagao, Sachiko Shibata, Ryu-suke Nozawa, Masaaki Okuda, Hiroshi Kimura, Takashi Sado, and Chikashi Obuse
  • Organizer: 第３６回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド（神戸市）
• [Book] エピジェネティクスの産業応用 (2014)
  • Author(s): 長尾恒治、小布施力史
  • Total Pages: 393
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Remarks] 女性の”働かない”X染色体の仕組みを解明
  • URL: http://altair.sci.hokudai.ac.jp/infgen/nsmb2013/
• [Remarks] 女性の"働かない"X染色体の仕組みを解明
  • URL: http://altair.sci.hokudai.ac.jp/infgen/nsmb2013/