セントロメア・クロマチンの動構造の分子基盤と意義

• Project Area: Dynamic chromatin structure and function
• Project/Area Number: 26116523
• 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: Japanese Foundation for Cancer Research
• Principal Investigator: 広田 亨 公益財団法人がん研究会, 研究所・実験病理部, 部長 (50421368)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Discontinued (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: 染色体分配 / 動原体 / 紡錘体形成チェックポイント / 分子イメージング / 微小管 / 動原体ストレッチング / セントロメア

Outline of Annual Research Achievements

セントロメアは、細胞分裂において染色体動態の制御中枢を担う特殊な染色体ドメインであり、微小管と相互作用をするための動原体が形成される。われわれは先行研究で、分子イメージング法を応用して、動原体は伸張と収縮を繰り返すダイナミックな構造体であることを見出した。本研究では、この「染色体ストレッチング」と呼ぶこの現象に焦点を絞り、セントロメアの動的な構造変化の分子機構とその生物学的意義の解明を進めた。その結果、動原体のストレッチングは、動原体の構成因子CENP-Tの長大な天然変性領域の関与を明らかにすることができた。つまり、この可変ドメインが動原体の内層と外層を繋ぐスプリングとなっていることで、微小管の重合・脱重合によって、動原体が伸張・収縮をすることを突き止めた。そしてその知見をベースにして、ストレッチング運動を人為的に操作する実験系を作り出すことに成功した。本研究は重複制限ルールに沿って中途廃止となったが、ストレッチングの操作実験系を活用することで、動原体構造の変化がいかにＭ期チェックポイント信号を制御するのかについて鋭意解析を進めている。

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] Clarifying the role of condensins in shaping chromosomes (2015)
  • Author(s): Nagasaka, K. and Hirota, T.
  • Journal Title: Nature Cell Biology Volume: 17 Issue: 6 Pages: 711-713
  • DOI: 10.1038/ncb3183
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Esco1 Acetylates Cohesin via a Mechanism Different from That of Esco2 (2015)
  • Author(s): Masashi Minamino, Mai Ishibashi, Ryuichiro Nakato, Kazuhiro Akiyama, Hiroshi Tanaka, Yuki Kato, Lumi Negishi, Toru Hirota, Takashi Sutani, Masashige Bando, Katsuhiko Shirahige
  • Journal Title: Current Biology Volume: 25 Issue: 13 Pages: 1694-1706
  • DOI: 10.1016/j.cub.2015.05.017
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 染色体不安定性の成因 (2015)
  • Author(s): 小西 惇、松高 愛、広田 亨
  • Journal Title: 細胞 Volume: 47 Pages: 5-8
• [Journal Article] Clarifying the role of condensing in shaping chromosomes (2015)
  • Author(s): Nagakasa, K., Hirota T.
  • Journal Title: Nature Cell Biology Volume: 17
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Smc5/6-mediated regulation of replication progression contributes to chromosome assembly during mitosis in human cells. (2014)
  • Author(s): Gallego-Paez LM, Tanaka H, Bando M, Takahashi M, Nozaki N, Nakato R, Shirahige K*, Hirota T*.(Shared Corresponding Authors)
  • Journal Title: Mol Biol Cell. Volume: 27 Issue: 2 Pages: 2736-2748
  • DOI: 10.1091/mbc.e13-01-0020
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] ライブ・セル・イメージング解析を用いた細胞分裂研究法：バイオセンサーによる酵素活性の時空間的解析. (2014)
  • Author(s): 高橋元子、進藤軌久、広田 亨
  • Journal Title: Surgery Frontier Volume: 21 Pages: 205-209
• [Presentation] A system level deficiency of the chromosomal passenger complex in cancer cells (2015)
  • Author(s): Toru Hirota
  • Organizer: The 74th Annual Meeting of the Japanese Cancer Association
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2015-10-08
  • Invited
• [Presentation] An origin of chromosome missegregation in mitosis (2015)
  • Author(s): Toru Hirota
  • Organizer: The 27th International Conference of the Korean Society for Molecular and Cellular Biology
  • Place of Presentation: Seoul
  • Year and Date: 2015-09-21
  • Invited
• [Presentation] がん細胞における染色体制御システムの破綻：明かされつつある染色体不安定性の分子背景 (2015)
  • Author(s): 広田 亨
  • Organizer: 新学術領域「がん研究分野の特性等を踏まえた支援活動」公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-09-09
  • Invited
• [Presentation] がんと染色体 (2015)
  • Author(s): 広田 亨
  • Organizer: 第69回日本臨床細胞学会細胞検査士教育セミナー
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-08-30
  • Invited
• [Presentation] Dynamic deformation of kinetochores controls mitotic progression (2015)
  • Author(s): Toru Hirota
  • Organizer: EMBO Workshop Dynamic Kinetochore
  • Place of Presentation: Copenhagen
  • Year and Date: 2015-05-18
  • Invited
• [Presentation] HP1-assisted Aurora B kinase activity prevents chromosome segregation errors (2015)
  • Author(s): 広田 亨
  • Organizer: 国際高等研究所研究プロジェクト「クロマチンデコーディング」研究会
  • Place of Presentation: 京阪奈
  • Year and Date: 2015-03-19 – 2015-03-21
  • Invited
• [Presentation] An origin of chromosome missegregation in mitosis (2014)
  • Author(s): Toru Hirota
  • Organizer: The 37th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
  • Invited
• [Presentation] A molecular lesion of chromosome missegregation in mitosis (2014)
  • Author(s): Toru Hirota
  • Organizer: The 73rd Japanese Cancer Association, Annual Meeting
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-27
  • Invited
• [Presentation] ライブ・セル・イメージングがもたらすがん研究の新展開 (2014)
  • Author(s): 広田 亨
  • Organizer: 第11回日本病理学会カンファレンス
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2014-08-01 – 2014-08-02
  • Invited
• [Book] DNA Replication, Recombination and Repair - Molecular Mechanisms and Pathology (2015)
  • Author(s): Uchida, KSK., Hirota, T.
  • Publisher: Springer, Ltd.
• [Remarks] がん研究所実験病理部
  • URL: http://www.jfcr.or.jp/tci/exppathol/
• [Remarks] がん研究会がん研究所
  • URL: http://www.jfcr.or.jp/laboratory/index.html
• [Remarks] がん研究会がん研究所 実験病理部 広田亨研究室
  • URL: http://www.jfcr.or.jp/tci/exppathol/resarch_index.html
• [Remarks] がん研究所
  • URL: http://www.jfcr.or.jp/laboratory/index.html