コアヒストンから迫る新規クロマチン構造変換機構の同定

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Coupling of replication, repair and transcription, and their common mechanism of chromatin remodeling
• Project/Area Number: 22131002
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 関 政幸 東北大学, 大学院・薬学研究科, 准教授 (70202140)
• Keywords: クロマチン / ヒストン / DNA複製 / DNA修復 / 染色体分配 / ヒストンバリアント / 出芽酵母 / 点突然変異

Research Abstract

本年度の実績を下記に箇条書きする。
(1)「ヒストンのGLAMP解析」及び「ヒストンH2A-I112A変異株における染色体分配異常の解析」;ヌクレオソームはふたつのヒストンH2A-H2B二量体とひとつのヒストシ(H3-H4)_2四量体からなるヒストン八量体にDNAが巻き付いた構造をとる。ヌクレオソーム構造は様々なDNA介在反応中に解体されたり、再生したりする。その機構についてヒストン-ヒストン分子間、ヒストン-DNA間の相互作用の変化の総体と捉え、このような相互作用領域に存在するヒストンのアミノ酸を個々にアラニンに置換した、酵母の点突然変異株ライブラリー119株を樹立し、解析した。さらに、このライブラリーの中からヒストンH2A-I112A変異株において、染色体分配異常の表現型を見いだし、解析した結果、chromosome bi-orientationに欠陥が生じることが示唆された。次年度以降、この現象の分子機構を詳細に解析し、コアヒストンから迫る新規染色体分配機構の解明に繋げたい。
(2)ヒストンH3-K56のアセチル化による相同組換えの制御;ヒストンH3-K56A変異株において、姉妹染色分体間の組換え(SCR)の効率が著しく低下することを見いだした。この反応にはH3-K56のアセチル化に必要とされるヒストンシャペロンCIA/Asf1とヒストンアセチル化酵素Rtt109が要求された。さらに、H3-K56のアセチル化の下流で機能するRtt101-Mms1-Mms22ユビキチンリガーゼ複合体がこのSCRに必要だった。以上より、本研究で初めてH3-K56のアセチル化で制御される相同組換えの存在を明らかにし、それを報告した(Genes Cells 15,945-958,2010)。

Research Products

• [Journal Article] Oncogenicity of L-type amino-acid transporter 1 (LAT1) revealed by targeted gene disruption in chicken DT40 cells : LAT1 is a promising molecular target for human cancer therapy (2011)
  • Author(s): Ohkawa, M., Ohno, Y., Masuko, K., Takeuchi, A., Suda, K., Kubo, A., Kawahara, R., Okazaki, S., Tanaka, T., Saya, H., Seki, M., Enomoto, T., Yagi, H., Hashimoto, Y., Masuko, T.
  • Journal Title: Biochem.Biophys.Res.Commun. Volume: 406 Pages: 649-655
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The N-terminal region of RECQL4 lacking the helicase domain is both essential and sufficient for the viability of vertebrate cells (2011)
  • Author(s): Abe, T., Yoshimura, A., Hosono, Y.Tada, S., Seki, M., Enomoto, T.
  • Journal Title: Biochim.Biophys.Acta Volume: 1813 Pages: 473-479
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Biphasic chromatin binding of histone chaperone FACT during eukaryotic chromatin DNA replication (2011)
  • Author(s): Kundu, L.R., Seki, M., Watanabe, N., Murofushi, H.Furukohri, A., Waga, S., Score, A.J., Blow, J.J., Horikoshi, M., Enomoto, T., Tada, S.
  • Journal Title: Biochim.Biophys.Acta Volume: 1813 Pages: 1129-1136
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] SOD1 is essential for the viability of DT40 cells and nuclear SOD1 functions as a guardian of genomic DNA (2010)
  • Author(s): Inoue, E., Tano, K., Yoshii, H., Nakamura, J., Tada, S., Watanabe, M., Seki, M., Enomoto, T.
  • Journal Title: J.Nucleic Acid Volume: pii:795946(電子媒体のみで頁の表記はない)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chromatin dynamics mediated by histone modifiers and histone chaperones in post-replicative recombination (2010)
  • Author(s): Endo, H., Kawashima, S., Sato, L., Lai, M.S., Enomoto, T., Seki, M., Horikoshi, M.
  • Journal Title: Genes Cells Volume: 15 Pages: 945-958
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Deregulated Cdc6 inhibits DNA replication and suppresses Cdc7-mediated phosphorylation of Mcm2-7 complex (2010)
  • Author(s): Kundu, L.R., Kumata, Y., Kakusho, N., Watanabe, S., Furukohri, A., Waga, S., Seki, M., Masai, H., Enomoto, T., Tada S.
  • Journal Title: Nucleic Acids Res. Volume: 38 Pages: 5409-5418
  • Peer Reviewed
• [Presentation] The nucleosome entry site regulates H3-K36me3 through the association of RNA polymerase II and Set2 on chromatin (2010)
  • Author(s): Hirohito Endo, Satoshi Kawashima, Tomonori Mitsuki, Takemi Enomoto, Masayuki Seki, Masami Horikoshi
  • Organizer: BMB2010(第33回分子生物会年会;第83回生化学会大会)
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2010-12-09
• [Presentation] Mechanistic models on eukaryotic gene regulation (2010)
  • Author(s): Yohei Hayashi, Lui Sato Satoshi Kawashima, Yusuke Akai, Naruhiko Adachi, Ryo Natsume, Toshiya Senda, Masayuki Seki, Masami Horikoshi
  • Organizer: BMB2010(第33回分子生物会年会;第83回生化学会大会)
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2010-12-09
• [Presentation] In vivo analysis of histone variant exchange with H "B-H2A and H" B-Htzl fusion proteins (2010)
  • Author(s): Yu Nakabayashi, Lui Sato, Satoshi Kawashima, Gaku Ueno, Masayuki Seki, Masami Horikoshi
  • Organizer: BMB2010(第33回分子生物会年会;第83回生化学会大会)
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2010-12-09
• [Presentation] The N-terminal region of RECQL4 lacking the helicase domain in both essential and sufficient for the viability of vertebrate cells (2010)
  • Author(s): 吉村明、阿部拓也、多田周右、関政幸、榎本武美
  • Organizer: BMB2010(第33回分子生物会年会;第83回生化学会大会)
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2010-12-08
• [Presentation] SOD1枯渇細胞とPRDX1枯渇細胞の抗酸化剤に対する挙動の違い (2010)
  • Author(s): 樋口優人、井上絵里、田野恵三、吉村明、渡邉正巳、榎本武美、関政幸
  • Organizer: BMB2010(第33回分子生物会年会;第83回生化学会大会)
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2010-12-08
• [Presentation] Biphasic chromatin binding of histone chaperone FACT during eukaryotic chromatin DNA replication (2010)
  • Author(s): Lena R.Kundu, Masayuki Seki, Nanae Watanabe, Hiromu Murofushi, Asako Furukohri, Shou Waga, Alan J.Score, Julian J.Blow, Masami Horikoshi, Takemi Enomoto, Shusuke Tada
  • Organizer: BMB2010(第33回分子生物会年会;第83回生化学会大会)
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2010-12-07
• [Presentation] DNAヘリカーゼRECQL5のDNA組換え、修復における機能の解析 (2010)
  • Author(s): 細野嘉史、阿部拓也、石合正道、多田周右、武田俊一、高田穣、関政幸、榎本武美
  • Organizer: BMB2010(第33回分子生物会年会;第83回生化学会大会)
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2010-12-07
• [Presentation] ヒストンから迫るDNA介在反応制御機構 (2010)
  • Author(s): 関政幸
  • Organizer: BMB2010(第33回分子生物会年会;第83回生化学会大会)
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2010-12-07
• [Presentation] Analysis of novel histone chaperone Cdc45 interacting with histone H3-H4 (2010)
  • Author(s): Tatsuya Ohsumi, Takanori Hirano, Satoshi Kawashima, Gaku Ueno, Hiriki Kurihara, Takemi Enomoto, Masami Horikoshi, Masayuki Seki
  • Organizer: BMB2010(第33回分子生物会年会;第83回生化学会大会)
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2010-12-07
• [Presentation] ヒストンシャペロンFACTは複製フォークの進行を促す (2010)
  • Author(s): 江戸崇人、阿部拓也、細野嘉史、多田周右、堀越正美、榎本武美、関政幸
  • Organizer: 第49回日本薬学会東北支部大会
  • Place of Presentation: 奥羽大学薬学部(招待講演)
  • Year and Date: 2010-10-24