非コードDNAによる染色体複製制御機構の解明

• Project Area: Functions of non-coding DNA region for genome integrity
• Project/Area Number: 26114710
• 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: Osaka University
• Principal Investigator: 升方 久夫 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (00199689)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2015: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2014: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
• Keywords: テロメア / サブテロメア / クロマチン / Taz1 / Rif1 / Sgo2 / 分裂酵母

Outline of Annual Research Achievements

【１】テロメア因子による複製開始タイミングと核内局在制御機構の解明
分裂酵母を用いて複製タイミング制御と核内局在の関連を明らかにするため、テロメア因子Taz1, Rif1に制御される後期複製開始点３個所と初期開始点２個所の近傍にlac0リピートを組み込み、発現させたLacI-GFPのシグナルを高解像度顕微鏡で解析した。核膜とテロメアとの相対位置をそれぞれIsh1-mCherry とTaz1-mCherryで検出し、統計的解析を行った。後期開始点は細胞周期を通じて核膜内縁に局在したのに対し、初期開始点は核内のランダムな局在を示した。さらにG1-S期にテロメアに隣接を示し、染色体の同じ腕部にある後期開始点同士の隣接が検出された。これらの後期開始点特異的局在は、複製タイミング制御に必要な「開始点に隣接するテロメア様配列」と、Taz1, Rif1に依存し、時間的空間的制御がともにテロメア因子により制御されることが示唆された。
【２】シュゴシンタンパク質による複製開始制御機構の解明
Shugoshin 2 (Sgo2)が広範囲のサブテロメア領域での複製開始制御に関与することを発見し、本領域研究の計画班員である加納純子氏らと共同研究を行った結果、Sgo2がNobと名付けられた凝集クロマチン構造形成を通じて、DNA複製のみならず遺伝子の転写を抑制することが明らかとなり、それらの結果をNature Communications (2016)に発表した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Shugoshin forms a specialized chromatin domain at subtelomeres that regulates transcription and replication timing. (2016)
  • Author(s): Tashiro S, Handa T, Matsuda A, Ban T, Takigawa T, Miyasato K, Ishii K, Kugou K, Ohta K, Hiraoka Y, Masukata H, Kanoh J.
  • Journal Title: Nature Commun. Volume: 7 Issue: 1 Pages: 10393-10393
  • DOI: 10.1038/ncomms10393
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Histone H4 acetylation required for chromatin decompaction during DNA replication (2015)
  • Author(s): Ruan K, Yamamoto TG, Asakawa H, Chikashige Y, Kimura H, Masukata H, Haraguchi T, Hiraoka Y.
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 5 Issue: 1 Pages: 1-10
  • DOI: 10.1038/srep12720
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Meiotic nuclear movements in fission yeast are regulated by the transcription factor Mei4 downstream of a Cds1-dependent replication checkpoint pathway. (2014)
  • Author(s): Ruan K, Yamamoto TG, Asakawa H, Chikashige Y, Masukata H, Haraguchi T, Hiraoka Y.
  • Journal Title: Genes Cells Volume: 20 Issue: 3 Pages: 160-172
  • DOI: 10.1111/gtc.12207
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] テロメア結合タンパク質によるDNA複製の時空間的制御機構 (2015)
  • Author(s): 小川志帆、中村優太、高橋達郎、中川拓郎、小川英知、淺川東彦、平岡泰、升方久夫
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-12-01
  • Invited
• [Presentation] Replication timing control by telomere-adjacent nuclear localization. (2015)
  • Author(s): 小川志帆、中村優太、半田哲也、小川英知、淺川東彦、高橋達郎、中川拓郎、平岡泰、升方久夫
  • Organizer: Eukaryotic DNA Replication and Genome Maintenance
  • Place of Presentation: Cold Spring Harbor, NY USA
  • Year and Date: 2015-09-01
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Replication timing control by telomere-adjacent nuclear localization in fission yeast. (2015)
  • Author(s): 升方久夫、中村優太、小川英知、淺川東彦、高橋達郎、中川拓郎、平岡泰、小川志帆
  • Organizer: 第８回International Fission Yeast Meeting
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-06-21
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Shugoshin forms a specialized chromatin domain at subtelomeres, repressing transcription and replication. (2015)
  • Author(s): 田代三喜、半田哲也、松田厚志、坂琢人、瀧川徹、宮里和実、石井浩二郎、久郷和人、太田邦広、平岡泰、升方久夫、加納純子
  • Organizer: 第８回International Fission Yeast Meeting
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-06-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Temporal and spatial regulation of replication in fission yeast. (2015)
  • Author(s): 小川志帆、中村優太、高橋達郎、中川拓郎、小川英知、淺川東彦、平岡泰、升方久夫
  • Organizer: 第８回International Fission Yeast Meeting
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-06-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 分裂酵母Replication originの活性化を制御するしくみ (2014)
  • Author(s): 升方久夫
  • Organizer: 第３７回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
  • Invited
• [Presentation] Ｓ期後期複製開始点の時空間的制御機構 (2014)
  • Author(s): 小川志帆
  • Organizer: 第３７回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] PP1フォスファターゼはRif1による複製タイミング制御に必要である (2014)
  • Author(s): 中村優太
  • Organizer: 第３７回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] 分裂酵母における複製タイミング制御とストレス転写応答の関連 (2014)
  • Author(s): 藤保祐樹
  • Organizer: 第３７回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] Control of DNA replication and nuclear localization by chromatin proteins. (2014)
  • Author(s): 升方久夫
  • Organizer: The 9th 3R Symposium
  • Place of Presentation: 御殿場高原ホテル、静岡県御殿場市
  • Year and Date: 2014-11-17 – 2014-11-21
  • Invited
• [Presentation] CENP-SX and Fml1 suppress gross chromosomal rearrangement in centromeres through preventing crossover between centromere repeats. (2014)
  • Author(s): Faria Zafar
  • Organizer: The 9th 3R Symposium
  • Place of Presentation: 御殿場高原ホテル、静岡県御殿場市
  • Year and Date: 2014-11-17 – 2014-11-21
• [Presentation] MutSalpha prevents dissociation of PCNA from DNA to keep strand information for eukaryotic mismatch repair. (2014)
  • Author(s): 河添好孝
  • Organizer: The 9th 3R Symposium
  • Place of Presentation: 御殿場高原ホテル、静岡県御殿場市
  • Year and Date: 2014-11-17 – 2014-11-21
• [Presentation] Heterochromatin suppresses gross chromosomal rearrangements in centromere. (2014)
  • Author(s): 沖田暁子
  • Organizer: The 9th 3R Symposium
  • Place of Presentation: 御殿場高原ホテル、静岡県御殿場市
  • Year and Date: 2014-11-17 – 2014-11-21
• [Presentation] PCNA and XEco2 couple chromatin loading of Sororin to DNA replication in Xenopus egg extracts. (2014)
  • Author(s): 東寅彦
  • Organizer: The 9th 3R Symposium
  • Place of Presentation: 御殿場高原ホテル、静岡県御殿場市
  • Year and Date: 2014-11-17 – 2014-11-21
• [Book] ベーシック分子生物学 (2014)
  • Author(s): 升方久夫、米崎哲朗、金澤浩
  • Total Pages: 277
  • Publisher: 化学同人
• [Remarks] 大阪大学大学院理学研究科生物科学専攻分子遺伝学研究室
  • URL: http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/dbs01/re-paper-temp.php?id=14
• [Remarks] 分子遺伝学（升方）研究室
  • URL: http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/bio_web/lab_page/masukata/