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2017 Fiscal Year Annual Research Report

セントロメアを中心とした染色体構築原理

Planned Research

Project AreaChromosome Orchestration System
Project/Area Number 15H05972
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

深川 竜郎  大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (60321600)

Project Period (FY) 2015-06-29 – 2020-03-31
Keywordsセントロメア / 動原体 / 高次クロマチン / エピジェネティックス / タンパク質複合体 / ゲノム科学
Outline of Annual Research Achievements

1) セントロメアの再構築及び他の染色体機能ドメインとの組み合わせによるモデル化染色体の作成
27年度より開始したin vitroでセントロメアの再構築を継続して進めるとともに、染色体工学的手法を用いて、培養細胞を中心にセントロメアの再構築を目指した。これまで、ある任意の染色体上の非セントロメア領域に適当なアタンパク質を集合させて、機能的なセントロメアを再構築してきたが、様々なタイプが存在することが判明してきた。特にCENP-Cをベースに再構築したセントロメアとCENP-Tをベースに再構築したセントロメアに違いがあることが判明した。その違いを決定する因子を同定したので、その解析を進めている。また、セントロメアタンパク質KNL2がCENP-Aと直接結合することを見出し、これをベースにしたセントロメア再構成にも取り組み、一定の成果を挙げた。
2) セントロメア構造のダイナミックな構造変換
我々の研究グループでは、ニワトリの細胞を対象にセントロメアタンパク質抗体を用いたChIP-seq解析によって、ニワトリの3本の染色体では反復配列を含まない40kbの領域に動原体が形成されることを見出している。29年度は、特に4C-seq解析を用いて高次クロマチン構造の変化とセントロメア形成の関連についてネオセントロメア作出の系を活用して解析した。具体的には、3種類のネオセントロメア保有細胞を対象として複数のビューポイントを用いた4C-seq解析により、ネオセントロメアと特異的に結合するゲノム部位を新たに同定した。また、この結合に重要な因子も同定した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

セントロメアの再構成実験に関しては、in vitro、in vivoで予定通り進んでいる。4C解析により、セントロメアを含む3Dゲノム構造の解析が進んだ。今後3Dゲノム構造の形成に関わる因子の解析が進むと予想している。

Strategy for Future Research Activity

これまでの研究は、順調に推進できているので、基本的には、引き続き研究計画に沿って研究を推進する。

  • Research Products

    (17 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] エジンバラ大学(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      エジンバラ大学
  • [Int'l Joint Research] MIT/スタンフォード大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      MIT/スタンフォード大学
  • [Int'l Joint Research] JNCASR(インド)

    • Country Name
      INDIA
    • Counterpart Institution
      JNCASR
  • [Journal Article] Stepwise unfolding supports a subunit model for vertebrate kinetochores2017

    • Author(s)
      Vargiu Giulia、Makarov Alexandr A.、Allan James、Fukagawa Tatsuo、Booth Daniel G.、Earnshaw William C.
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci U S A.

      Volume: 114 Pages: 3133~3138

    • DOI

      10.1073/pnas.1614145114

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] An efficient method to generate conditional knockout cell lines for essential genes by combination of auxin-inducible degron tag and CRISPR/Cas92017

    • Author(s)
      Nishimura Kohei、Fukagawa Tatsuo
    • Journal Title

      Chromosome Res.

      Volume: 25 Pages: 253~260

    • DOI

      10.1007/s10577-017-9559-7

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Critical histone post-translational modifications for centromere function and propagation2017

    • Author(s)
      Fukagawa Tatsuo
    • Journal Title

      Cell Cycle

      Volume: 16 Pages: 1259~1265

    • DOI

      10.1080/15384101.2017.1325044

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Association of M18BP1/KNL2 with CENP-A Nucleosome Is Essential for Centromere Formation in Non-mammalian Vertebrates2017

    • Author(s)
      Hori Tetsuya、Shang Wei-Hao、Hara Masatoshi、Ariyoshi Mariko、Arimura Yasuhiro、Fujita Risa、Kurumizaka Hitoshi、Fukagawa Tatsuo
    • Journal Title

      Dev Cell

      Volume: 42 Pages: 181~189.e3

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2017.06.019

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] CENP-R acts bilaterally as a tumor suppressor and as an oncogene in the two-stage skin carcinogenesis model2017

    • Author(s)
      Okumura Kazuhiro、Kagawa Naoko、Saito Megumi、Yoshizawa Yasuhiro、Munakata Haruka、Isogai Eriko、Fukagawa Tatsuo、Wakabayashi Yuichi
    • Journal Title

      Cancer Sci.

      Volume: 108 Pages: 2142~2148

    • DOI

      10.1111/cas.13348

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Critical Foundation of the Kinetochore: The Constitutive Centromere-Associated Network (CCAN)2017

    • Author(s)
      Hara Masatoshi、Fukagawa Tatsuo
    • Journal Title

      Prog Mol Subcell Biol.

      Volume: 56 Pages: 29~57

    • DOI

      10.1007/978-3-319-58592-5_2

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Epigenetic regulation on centromere specification and kinetochore assembly2018

    • Author(s)
      Tatsuo Fukagawa
    • Organizer
      Indo-Japan conference on Epigenetics and human Disease
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Epigenetic regulation for kinetochore assembly in vertebrate cells2017

    • Author(s)
      Tetsuya Hori and Tatsuo Fukagawa
    • Organizer
      EMBO workshop on kinetochore dynamics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 3D genome organization in centromeres2017

    • Author(s)
      Kohei Nishimura, Tetsuya Hori, Masataka Komiya, Takehiko Ito and Tatsuo Fukagawa
    • Organizer
      EMBO workshop on kinetochore dynamics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] キネトコアタンパク質の結合ネットワークの再考2017

    • Author(s)
      原 昌稔、堀 哲也、深川竜郎
    • Organizer
      日本細胞生物学会
    • Invited
  • [Presentation] セントロメアタンパク質の細胞周期依存的なキネトコア内配置変化の分子機構とその役割2017

    • Author(s)
      渡邉励人, 原 昌稔, 深川竜郎
    • Organizer
      日本遺伝学会
  • [Presentation] セントロメア形成に関与する遺伝学・エピ遺伝学2017

    • Author(s)
      深川竜郎
    • Organizer
      ConBIO2017 (日本分子生物学会)
    • Invited
  • [Presentation] Dynamically switching protein interaction networks during M-phase progression in vertebrate kinetochores2017

    • Author(s)
      Masatoshi Hara, Tetsuya Hori, Tatsuo Fukagawa
    • Organizer
      ASCB annual meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 染色体の分配装置が形成される仕組みを解明

    • URL

      http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/jpn/events/achievement/hori-fukagawa-20170725/

URL: 

Published: 2018-12-17   Modified: 2022-10-18  

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